Фотоэлектронная эмиссия. ФЭУ

Фотоэффект или фотоэлектрический эффект — испускание электронов веществом под действием света или любого другого электромагнитного излучения. В конденсированных (твёрдых и жидких) веществах выделяют внешний и внутренний фотоэффект.

Внешним фотоэффектом (фотоэлектронной эмиссией) называется испускание электронов веществом под действием электромагнитных излучений. Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.

Внутренним фотоэффектом называется перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твёрдых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием излучений. Он проявляется в изменении концентрации носителей зарядов в среде и приводит к возникновению фотопроводимости или вентильного фотоэффекта.

Фотопроводимостью называется увеличение электрической проводимости вещества под действием излучения.

Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) — электровакуумный прибор, в котором поток электронов, излучаемый фотокатодом под действием оптического излучения (фототок), усиливается в умножительной системе в результате вторичной электронной эмиссии; ток в цепи анода (коллектора вторичных электронов) значительно превышает первоначальный фототок (обычно в 10⁵ раз и выше). Впервые был предложен и разработан советским изобретателем Л. А. Кубецким в 1930—1934 гг.

19.)

Вторичная электронная эмиссия — испускание электронов поверхностью металлов, полупроводников или диэлектриков при бомбардировке их пучком электронов (первичными электронами). Вторичный электронный поток состоит из электронов, отраженных поверхностью, и «истинно» вторичных электронов — электронов, выбитых из металла, полупроводника или диэлектрика первичными электронами.

В достаточно тонких эмиттерах длина пробега первичных электронов может превышать толщину эмиттера. В этом случае вторичная электронная эмиссия наблюдается как с поверхности, подвергаемой бомбардировке (вторичная электронная эмиссия на отражение), так и с противоположной поверхности (вторичная электронная эмиссия на прострел). Поток вторичных электронов складывается из отражённых первичных электронов и истинно вторичных электронов — электронов эмиттера, получивших в результате их возбуждения первичными энергию и импульс, достаточные для выхода в вакуум. Вторичные электроны имеют непрерывный энергетический спектр от 0 до энергии первичных электронов. Тонкая структура на отдельных участках энергетического спектра обусловлена характеристическими потерями энергии на возбуждение атомов вещества и Оже-эффектом.

Механизм упругого отражения электронов существенно различен в области малых (0 — 100 эВ), средних (0,1 — 1 кэВ) и больших (1 — 100 кэВ) энергий первичных электронов.

Отношение числа вторичных электронов к числу первичных , вызвавших эмиссию, называется коэффициентом вторичной электронной эмиссии: ,

Коэффициент зависит от природы материала поверхности, энергии бомбардирующих частиц и их угла падения на поверхность. У полупроводников и диэлектриков больше, чем у металлов. Это объясняется тем, что в металлах, где концентрация электронов проводимости велика, вторичные электроны, часто сталкиваясь с ними, теряют свою энергию и не могут выйти из металла. В полупроводниках и диэлектриках же из-за малой концентрации электронов проводимости столкновения вторичных электронов с ними происходят гораздо реже и вероятность выхода вторичных электронов из эмиттера возрастает в несколько раз.

20.) АВТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ

АВТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ (полевая эмиссия, электростатическая эмиссия, туннельная эмиссия) - испускание электронов проводящими твёрдыми и жидкими телами под действием внеш. электрич. поля Е достаточно высокой напряжённости (Е ~ 10 В/см).

При А. э. электроны преодолевают потенц. барьер на границе эмиттера, не проходя над ним за счёт ки-нетич. энергии теплового движения, как при термоэлектронной эмиссии, а путём туннельного просачивания сквозь барьер, сниженный и суженный электрич. полем. Электронная волна, встречая на пути потенц. барьер, частично отражается и частично проходит сквозь него. По мере увеличения внешнего ускоряющего поля понижается высота потенц. барьера над уровнем Ферми . Од-новрем. уменьшается ширина барьера.

21.) Электронно-дырочный переход.Полупроводниковый диод, тра-р.

Электронно-дырочный переход -это область, которая разделяет поверхности электронной и дырочной проводимости в монокристалле.

Электронно-дырочный переход изготавливают в едином монокристалле, в котором получена достаточно резкая граница между областями электронной и дырочной проводимостей.

Диод - полупроводниковый прибор, пропускающий электрический ток только одного направления и имеющий два вывода для включения в электрическую цепь.

Полупроводниковый диод - полупроводниковый прибор p-n- переходом. Рабочий элемент- кристалл германия, обладающий проводимостью n–типа за счёт небольшой добавки донорной примеси Для создания в нём p-n-переходов в одну из его поверхностей вплавляют индий. Вследствие диффузии атомов индия вглубь монокристалла германия у поверхности германия образуется область р-типа. Остальная часть германия по-прежнему остаётся n- типа. Между этими двумя областями возникает р-n-переход. Для предотвращения вредных воздействий воздуха и света кристалл германия помещают в герметический корпус. Достоинствами полупроводниковых диодов являются малые размеры и масса, длительный срок службы, высокая механическая прочность; недостатком - зависимость их параметров от температуры.