БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ВТ)

В тонких плёнках В. э. э. наблюдается не только с той поверхности, которая подвергается бомбардировке (эмиссия на отражение, рис. 2 , а), но и с противоположной поверхности (эмиссия на прострел, рис. 2 , б).

Количественно В. э. э. характеризуется коэффициентом В. э. э. σ = i вт/ i п, где — i втток, образованный вторичными электронами, i п— ток первичных электронов, коэффициент упругого r = i r/ i пи неупругого η = i η/ i потражения электронов, а также коэффициентом эмиссии истинно вторичных электронов δ = i δ/ i п( i r, i η, i δ— токи, соответствующие упруго отражённым, неупруго отражённым и истинно вторичным электронам, i вт= i r+ i δ+ i δ).

Коэффициент σ, r, η и δ зависят как от энергии первичных электронов E пи угла их падения, так и от химического состава, метода изготовления и состояния поверхности облучаемого образца. В металлах , где плотность электронов проводимости велика, образовавшиеся вторичные электроны имеют малую вероятность выйти наружу. В диэлектриках , где концентрация электронов проводимости мала, вероятность выхода вторичных электронов больше. Вместе с тем вероятность выхода электронов зависит от высоты потенциального барьера на поверхности. В результате у ряда неметаллических веществ (окислы щёлочноземельных металлов, щёлочногалоидные соединения) σ > 1 ( рис. 3 ). У специально изготовленных эффективных эмиттеров (интерметаллические соединения типа сурьмянощелочных металлов, спецтальным образом активированные сплавы CuAlMg, AgAlMg, AgAlMgZi и др.) s 1. У металлов же и собственных полупроводников значение сравнительно невелико ( рис. 4 ). У углерода (сажи) и окислов переходных металлов σ < 1 ,и они могут применяться как антиэмиссионные покрытия.

С увеличением энергии E ппервичных электронов σ сначала возрастает ( рис. 3 , 4 ). Это происходит до тех пор, пока возбуждение электронов тела происходит вблизи поверхности на расстоянии меньшем, чем их длина пробега. При дальнейшем росте E побщее число возбуждённых электронов продолжает расти, но основная часть их рождается на большей глубине и число электронов, выходящих наружу, уменьшается. Аналогично объясняется рост s с увеличением угла падения пучка первичных электронов.

Монокристаллы анизотропны по отношению к движению электронов (см. Анизотропия ). При движении электронов вдоль каналов, образуемых плотно упакованными цепочками атомов, вероятность рассеяния электронов и ионизации атомов повышается (каналирование). Наблюдается также дифракция электронов в кристаллической решётке. В результате этого зависимости s, h и r от угла падения первичных электронов и кривые s ( E п), r ( E п) и h( E п) для монокристаллов имеют сложную форму с рядом максимумов и минимумов ( рис. 5 ).

Приводимые для поликристаллов коэффициенты s, h, r , d обычно представляют собой величины, усреднённые по различным направлениям.

В. э. э. реализуется за время, меньшее чем 10 -12 сек , т. е. является практически безынерционным процессом.

Самостоятельное значение получило исследование и применение В. э. э. в сильных электростатических полях и электрических полях сверхвысоких частот. Создание в диэлектрике сильного электрического поля (10 5—10 6 в|см ) приводит к увеличению s до 50—100 (вторичная электронная эмиссия, усиленная полем). Кроме того, в этом случае величина s существенно зависит от пористости диэлектрического слоя, так как наличие пор увеличивает эффективную поверхность эмиттера, а поле способствует «вытягиванию» медленных вторичных электронов, которые, ударяясь о стенки пор, могут вызвать, в свою очередь, В. э. э. с s > 1 и возникновение электронных лавин. Развитие лавин при определённых условиях приводит к самоподдерживающейся холодной эмиссии, продолжающейся в течение многих часов после прекращения бомбардировки электронами.

В. э. э. применяется во многих электровакуумных приборах для усиления электронных потоков ( фотоэлектронные умножители , усилители изображений и т. д.) и для записи информации в виде потенциального рельефа на поверхности диэлектрика ( электроннолучевые приборы ). В ряде приборов В. э. э. является «вредным» эффектом (динатронный эффект в электронных лампах , появление электрического заряда на поверхности стекла и диэлектриков в электровакуумных приборах ).

В высокочастотном электрическом поле E = E 0coswt, вследствие В. э. э., на поверхностях электродов наблюдается явление лавинообразного размножения электронов (вторично-электронный резонанс). Это явление открыто Х. Э. Фарнсуортом в 1934. Для возникновения резонанса необходимо, чтобы время между двумя последовательными соударениями электронов с поверхностями электродов ( рис. 6 , а) было равно нечётному числу полупериодов высокочастотного поля Е (условия синхронизма). При этом электроны могут приобрести в поле энергию, при которой s > 1. Размножение электронов происходит на поверхностях двух электродов, между которыми приложено высокочастотное электрическое поле, или на одной поверхности, помещённой в скрещенные электрическое и магнитное поля ( рис. 6 , б). Быстрое нарастание концентрации электронов ограничивается ростом пространственного заряда, что нарушает условие синхронизма. Явление вторичного электронного резонанса играет существенную роль в механизме возникновения плотного прикатодного объёмного заряда в магнетронах и амплитронах , а также в механизме работы динамических фотоэлектронных умножителей. С другой стороны, это явление может быть причиной нестабильной работы этих приборов и может ограничивать их выходную мощность.

Лит.: Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В., Эмиссионная электроника, М., 1966; Брюининг Г., Физика и применение вторичной электронной эмиссии, пер. с англ., М., 1958; Браун С., Элементарные процессы в плазме газового разряда, М., 1961; Гавичев Д. А. [и др.], Исследование резонансного высокочастотного разряда в скрещенных полях, «Журнал технической физики», 1965, т. 35, с. 813.

А. Р. Шульман.

Рис. 5. Зависимость s, h и r от угла падения j первичных электронов для монокристаллов кремния; Е п = 1000 эв ; пунктир — зависимость s (j) для плёнки кремния.

Рис. 6. Размножение электронов в высокочастотном электрическом поле (а) и в скрещенных электрическом Е и магнитном Н полях (б). Поле Н перпендикулярно плоскости чертежа; стрелками показаны траектории электронов.