Emise sekundárních elektronů

Sekundární elektronová emise  je emise elektronů ( elektronová emise ) povrchem kovů, polovodičů nebo dielektrik , když jsou bombardovány elektronovým paprskem (primární elektrony) s energií překračující určitou prahovou hodnotu. Jinými slovy jde o emisi elektronů, které byly součástí vzorku a dostaly dostatek energie z dopadajících elektronů, aby opustily vzorek.

Tok sekundárních elektronů se skládá z elektronů odražených od povrchu (elasticky a neelasticky odražené elektrony) a "pravých" sekundárních elektronů - elektronů vyražených z kovu, polovodiče nebo dielektrika primárními elektrony.

V dostatečně tenkých vrstvách může délka dráhy primárních elektronů přesáhnout tloušťku tohoto filmu (emitoru). V tomto případě je emise sekundárních elektronů pozorována jak z povrchu vystaveného bombardování (emise sekundárních elektronů k odrazu), tak z protějšího povrchu (emise sekundárních elektronů k proražení). Tok sekundárních elektronů se skládá z odražených (elastických a neelastických) primárních elektronů a pravých (vlastních) sekundárních elektronů - emitorových elektronů, které v důsledku své excitace primárními elektrony dostaly energii a hybnost dostatečnou k výstupu do vakua.

Sekundární elektrony mají spojité energetické spektrum od 0 do energie primárních elektronů. Obvykle má energetické spektrum elektronů řadu maxim a minim, tzv. jemnou strukturu energetického spektra, v důsledku charakteristických energetických ztrát pro excitaci atomů hmoty a Augerova jevu .

Mechanismus elastického odrazu elektronů se výrazně liší v oblasti nízkých (0-100 eV ), středních (0,1-1 keV) a vysokých (1-100 keV) energií primárních elektronů.

Poměr počtu sekundárních elektronů k počtu primárních, které způsobily emisi, se nazývá koeficient emise sekundárních elektronů:

Koeficient závisí na povaze ozařovaného materiálu, stavu jeho povrchu, energii bombardujících částic a jejich úhlu dopadu na povrch.

Polovodiče a dielektrika mají více než kovy. To je vysvětleno skutečností, že v kovech, kde je koncentrace vodivostních elektronů vysoká, excitované sekundární elektrony, často kolidující s jinými elektrony, rychle ztrácejí svou energii a nemohou kov opustit. V polovodičích a dielektrikách dochází v důsledku nízké koncentrace vodivostních elektronů ke srážkám sekundárních elektronů s nimi mnohem méně často a několikanásobně se zvyšuje pravděpodobnost, že sekundární elektrony opustí emitor .

Aplikace

Emise sekundárních elektronů se používá ke zvýšení toků elektronů v různých elektrovakuových zařízeních : ( sekundární elektrony , fotonásobiče , mikrokanálové desky atd.).

Emise sekundárních elektronů hraje důležitou roli při vzniku, vývoji a udržování vysokofrekvenčního a sekundárního emisního výboje (v mikrovlnných vakuových zařízeních ).

V některých případech je emise sekundárních elektronů nežádoucí (jako je dynatronový efekt ve vakuových trubicích ).

Jev sekundární emise elektronů se také používá v elektronové litografii , která je hlavním faktorem při osvětlení elektronově exponovaného odporu.

V elektronových detektorech rastrovacích elektronových mikroskopů jev sekundární emise elektronů umožňuje získat mikrofotografie povrchového reliéfu.

Viz také

Literatura