電子放出の理論に関するチュートリアル講義

電子放出の基本概念

特定の外部エネルギーを使用して材料表面から周囲に電子を放出する現象は、電子放出と呼ばれます。私たちのように、すべての金属は、互いに非常に緊密に結晶形で接続されている原子でできています。すべての電子は、それらの原子効果によって制限されます。電子デバイスは、自由電子を使用して電流を流します。価電子は、最後の殻で回転している電子です。これらの電子は金属に結合しています。材料表面から逃げるには十分な外部エネルギーが必要です。現在、表面電子が0c°で材料表面から放出するために必要な最大外部エネルギーは、仕事と呼ばれます。 機能 。

体表面からの電子の放出を調査する方法を学ぶ

電子放出は、状況やデバイスに応じて、さまざまな外部方法で実現できます。電子放出に使用される最も一般的で単純な技術は、熱電子放出/一次放出です。この方法では、熱エネルギーが材料の表面電子に適用されます。熱エネルギーを吸収することにより、電子の運動エネルギーが増加し、電子の運動エネルギーの変化により、電子の拘束力がますます低くなっています。このエネルギー放出法は、金属が真空または不活性ガスに入れられるときに一般的に使用されます。高効率の熱電子エミッターを忘れると、低温で動作できるように仕事関数が低くなければなりません。電子放出の2番目の方法は、電子の機械的衝突によって実現されます。速度のある移動粒子（一次電子）が材料の表面電子に衝突すると、移動電子はそのエネルギーを静止電子に物理的衝突で伝達します。その結果、二次電子と呼ばれる表面から移動する傾向のある表面電子の運動エネルギーが増加します。二次電子放出は、一次電子エネルギー、放出材料、打撃電子の質量、一次電子のタイプ、ターゲット材料の表面、打撃角度などのいくつかの要因の影響を受ける可能性があります。それぞれ下の図を参照してください。
金属表面からの電子の放出

同様に、電子放出は光の効果によって行うことができます。この方法は光電管で広く使用されています。光が感光性材料（カリウム、ラジウムなど）に入射すると、その表面の電子が光エネルギーを吸収し、その結果、電子の運動エネルギーが増加し、表面上に放出され始めます。電子放出のこの特定の技術は、光電放出として知られています。いくつかの重要な要因は、プロセスに影響を与える可能性のある光電子放出に関係します。つまり、光電子放出は、表面への光の入射、放射周波数、光電子放出には異なる材料に対して異なる光周波数が必要であり、放出される電子の運動エネルギーは光フラックスとは無関係です。 。光の周波数は、しきい値の周波数より低くてはなりません。また、電子は負に帯電した粒子であることがわかっているため、電界放出/冷陰極放出と呼ばれる電子放出に使用される別の手法があります。したがって、材料の表面に高い正の磁場を近づけると、表面の電子はそのエネルギーを吸収します。引力と電子は物質表面から周囲に移動する傾向があります。電子放出の外側に正の電界を提供するのと同じくらい高くなります。外部電界強度が最大になる場合

10 ⁶ v / cmの場合、電子放出率は大幅に増加します。覚えておくべきもう1つのポイントは、冷陰極放射は温度に依存しませんが、印加される正の電位はしきい値電圧よりも高くなければならないということです。すべての電子放出プロセスは、ブラウン管、X線、医療用機器などのさまざまなデバイスで使用されます。プロセスに従って、以下の図を参照してください。