ИОННАЯ ЭМИССИЯ

ИОННАЯ ЭМИССИЯ испускание
положительных и отрицательных ионов поверхностью твёрдого тела или жидкости
(эмиттер) в вакуум или газообразную среду. Ион, чтобы покинуть поверхность,
должен обладать достаточно большой энергией для преодоления сил, удерживающих
его на поверхности. Эта энергия может быть получена ионом при нагревании
(термоионная эмиссия), при бомбардировке эмиттера (наз. в этом случае мишенью)
пучком ионов (ионно-иониая эмиссия), электронами (электронно-ионная эмиссия)
и фотонами (фотодесорбция). Во всех случаях И. э. может иметь место как
эмиссия частиц самого эмиттера, так и примесных частиц, неизбежных в реальных
материалах.

Термоионная
эмиссия происходит в результате испарения в виде ионов частиц эмиттера
или др. частиц, находящихся в эмиттере в виде примесей или попадающих на
его поверхность извне. В последнем случае, а иногда и вообще термоионная
эмиссия наз. поверхностной ионизацией. Количеств, характеристикой термоионной
эмиссии является степень ионизации а, равная отношению числа ионов т к
числу нейтральных частиц nс поверхности эмиттера за определённый промежуток времени. При этом выполняется
соотношение:

где Qи Qk - Болъцмана постоянная, T - абс. темп-pa эмиттера, А - отношение статистических
весов частиц в ионном и нейтральном состояниях. Величины Qt и Qсвязаны с работой выхода
эмиттера и энергией ионизации V частиц (для положительных ионов) или энергией
сродства к электрону S (для отрицательных ионов) соотношениями:

Из (1) и (2)
следует, что степень ионизации а тем выше, чем больше величина
при И. э. положительных ионов и чем меньшепри
И. э. отрицательных ионов. При
величина а, а следовательно, и ионный ток растут с ростом T (рис. 1). Плотность
ионного тока j при термоионной эмиссии зависит не только от величины а,
но и от скорости испарения частиц с поверхности.

Рис. 1. Зависимость
логарифма плотности ионного тока от температуры эмиттера T при испарении
W и Re в виде положительных и отрицательных ионов.

Термоионная
эмиссия используется для получения пучков ионов в ионных источниках для
индикации слабых молекулярных пучков(напр., в квантовых стандартах частоты),
для ионного внедрения примесей в полупроводники и т. п. В физико-химич.
исследованиях термоионная эмиссия используется для определения энергии
ионизации и сродства к электрону атомов, молекул и радикалов, тпеплот испарения
и десорбции ионов и нейтральных частиц, энергии диссоциации молекул и т.
д.

Если эмиттер
находится в электрич. поле, ускоряющем испаряющиеся ионы,< то теплота
испарения ионов Qi уменьшается с ростом напряжённости поля E у поверхности
эмиттера (Шотки эффект

Рис. 2. Зависимость
коэффициента К ионно-ионной эмиссии для различных вторичных ионов (Н^-,
H⁺, O⁺, Mo⁺) от скорости v в см/сек первичных
ионов [H⁺(I), Ne⁺(2), Ar⁺ (3), Kr⁺(4)]
при бомбардировке ими мишени из Mo.

для ионов);
при T - Const это сопровождается, согласно (1), ростом величины а.

В сильных полях
(E

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я