Ion-elektron emisszió

Ion-elektron emisszió - az elektronok kibocsátásának jelensége a szilárd test felületéről az ionokkal történő bombázás során .

A jelenség fizikája

Az ion-elektron emissziónak két fő mechanizmusa van: potenciális és kinetikus.

Lehetséges kivonás

Potenciálkiadás esetén a bombázó ion Auger semlegesítése során a célelektronok felé energiát adnak át . Ez a folyamat akkor figyelhető meg, ha az ion foglalatlan energiaszintje alacsonyabb, mint a bombázott fém Fermi-szintje . Ebben az esetben a vezetési sáv egyik elektronja erre a szintre mehet, ezáltal semlegesíti az iont. Semlegesítéskor energia szabadul fel, amely a fém másik elektronjához kerül, amely már lehetőséget kap a fém elhagyására. Potenciális ion-elektron emisszió csak akkor lehetséges, ha az egyenlőtlenség teljesül , ahol az atomok ionizációs energiája , amelyek ionjai bombázzák a fémet, a fémből származó elektron munkafüggvénye. $I_{p}>2\Phi$ $I_p$ $\Phi$

Az emissziós hatékonyságot az úgynevezett ejekciós együttható jellemzi , amely megegyezik az iononkénti kilökött elektronok átlagos számával. A potenciális kiütés növekedése esetén az ionizációs energia növekedésével, az egyszeres töltésű ionok pedig több tíz százalékot is elérhetnek. A többszörösen töltött ionok esetében az együttható meghaladhatja az egységet az ionsemlegesítés többlépcsős folyamata miatt. $\gamma$ $\gamma$ $I_p$ $\gamma$

A potenciális ion-elektron emisszió együtthatója 1 keV nagyságrendű energiáig gyengén függ a bombázó ionok energiájától . Magasabb energiáknál az emissziós hatásfok csökkenni kezd, és a nagy energiák határán nullára hajlik. $\gamma$

Kinetic Knockout

Az elektronok kinetikus kiütése a célatomok és a bombázó ionok ütközési ionizációs folyamatán alapul , ezért az ionenergia küszöbértékének megléte jellemzi. A küszöbérték a célanyagtól és a felhasznált ionoktól függ. Li + vagy nehezebb ionokkal bombázott tűzálló fémek esetében a küszöbenergia meghaladja az 1 keV-ot. A dielektrikumok esetében a bombázó ionok küszöbenergiája 0,1-0,2 keV nagyságrendű.

Ahogy az ion energiája a kidobási együttható küszöbértéke fölé emelkedik, először növekszik, majd elér egy kis fennsíkot, majd csökkenni kezd. Így a H + hidrogénionok esetében a maximális kibocsátási hatásfok a 100 keV nagyságrendű energiatartományban van, és fémtárgyak esetén 1,5 nagyságrendű érték. A nehezebb ionok esetében az optimális energia több MeV tartományban van, több tízet is elérhet, és erősen függ a bombázott felület állapotától. $\gamma$ $\gamma$

Alkalmazás

Az ion-elektron emissziót például szilárd testek felületének Auger-spektroszkópiájára használják, a kibocsátott elektronok spektrumának elemzése alapján.

Irodalom

N. N. PETROV Fizikai enciklopédia : [5 kötetben] / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Szovjet Enciklopédia , 1990. - T. 2: Minőségi tényező - Magneto-optika. - S. 201-203. - 704 p. — 100.000 példány. — ISBN 5-85270-061-4 .