к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

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

Взрывная электронная эмиссия

Взрывная электронная эмиссия - возникновение электронного тока из металлич. эмиттера вследствие перехода материала эмиттера из конденсир. фазы в плотную плазму в результате разогрева локальных микроскопич. областей эмиттера током автоэлектронной эмиссии. Взрывная электронная эмиссия используется в импульсных генераторах мощных электронных пучков и рентг. лучей, то единств. вид электронной эмиссии, к-рый позволяет получать потоки электронов мощностью до 1013 Вт с плотностью тока до 109 А/см2. Плотность тока термоэлектронной эмиссии ограничена температурой плавления эмиттера. Повышение плотности тока j при фотоэлектронной эмиссии требует столь мощных источников излучения, что это приводит к разрушению поверхности эмиттера. С помощью автоэлектронной эмиссии принципиально возможно получение j~106-108 А/см2, но для этого нужны эмиттеры в виде совокупности большого числа острий идентичной формы, что практически невозможно. Кроме того, увеличение j до 108 А/см2 приводит к взрывообразному разрушению всего эмиттера.

Для получения взрывной электронной эмиссии необходимо создать на поверхности эмиттера первонач. фазовый переход металл- плазма, к-рый бы обеспечил ток электронов, способный затем поддерживать этот переход. Такой переход создаётся посредством концентрации большой энергии в микрообъёме эмиттера, достаточной для взрыва этого объёма. Большая концентрация энергии в микрообъёме может осуществляться разл. способами, напр. ударом быстрой макрочастицы о катод, с помощью сфо-кусир. луча лазера и т. д. Наиб. часто для инициирования взрывной электронной эмиссии используется автоэлектронная эмиссия. Ток автоэлектронной эмиссии разогревает микрообъём эмиттера за счёт джоулева тепла и Ноттингема эффекта. Оба эти эффекта приводят к повышению электронной температуры Те (к "разогреву" электронов; см. Горячие электроны ).Темп-pa кристаллич. решётки повышается в результате электронно-фононного взаимодействия. Время запаздывания t3 взрыва кончика острия относительно подачи импульса напряжения определяется скоростью передачи энергии от электронного газа к решётке. Это создаёт возможность для получения мощных кратковременных импульсов электронного тока без разрушения эмиттера.

Время запаздывания tз связано с плотностью электронного тока j соотношением

1119914-227.jpg

где А - постоянная (в широком интервале /), характерная для материала эмиттера, напр. для W А =4*109 А2 с/см4. Поэтому при j=109 А/см2 t3 = 10-9 с, что достигается при электрич. поле Е~108 В/см. Поле такой величины можно получить вблизи поверхности очень тонкого металлич. острия. Однако взрывная электронная эмиссия возникает и на плоских эмиттерах и при меньших полях (E ~ ~105 в/см) из-за того, что на их поверхности обычно имеются диэлектрич. включения, плёнки и микроско-пич. выступы. В результате в отд. точках поверхности поле увеличивается в неск. раз, и работа выхода электронов снижается.

После взрыва микрообъёма эмиттера образуется т. н. катодный факел, состоящий из плазмы и паров материала эмиттера. Распределение концентрации частиц в плазме в катодном факеле неоднородно (у поверхности превышает 1020 см-3 и уменьшается по мере удаления от неё). Плазма расширяется, заполняя вакуумный промежуток. В нач. период (t<10-7 с) скорость 1119914-228.jpg разлёта плазмы для большинства металлов составляет (1-3)*106 см/с, а затем уменьшается больше чем на порядок. Расширение факела сопровождается интенсивной электронной эмиссией из плазмы. Электроны покидают факел, пересекают вакуумный промежуток и попадают на анод.

Расчёт тока взрывной электронной эмиссии (без учёта релятивистских эффектов и магн. поля, создаваемого пучком) приводит к ф-ле:

1119914-229.jpg

где В - константа, U - разность потенциалов между фронтом плазмы и анодом, F - функция аргумента 1119914-230.jpg , где d - расстояние между электродами, 1119914-231.jpg- радиус плазменного сгустка, t - время. функция F определяется геометрией вакуумного промежутка. Для случая, когда факел образуется на кончике острия эмиттера при 1119914-232.jpg функция 1119914-233.jpg, где С=37*10-6 ab3/2 и b - радиусы анода и острия). В процессе разлёта плазмы её концентрация снижается (ср. концентрация частиц в плазме при токе ~100 А за время от 5 до 20 нc от начала взрывной электронной эмиссии уменьшается с 1017 до 5*l015 см-3). Когда она снизится настолько, что пропускаемый ею ток сравняется с током, определяемым Ленгмюра формулой, скорость движения её границы замедлится. Это приведёт к замедлению роста тока по сравнению с ф-лой Ленгмюра. В этом случае электронный ток будет равен термоэлектронному току плазмы (режим насыщения).

По истечении нек-рого времени с момента образования факела, когда плотность тока, отбираемого из плазмы, достигает величины ~102 А/см2, насыщение сменяется неустойчивым режимом, для к-рого характерно появление хаотич. всплесков тока [их амплитуда в 2-3 раза превосходит ток, определяемый ф-лой (2), а длительность 10-8 с]. Выход электронов из эмиттера в плазму обусловлен термоавтоэлектронной эмиссией под действием электрич. поля, возникающего на границе эмиттер - плазма. Когда это поле достигает (0,6-1)*108 В/см, это приводит к новому акту взрыва. Описанная выше картина имеет место, если ток насыщения ~10 А. При меньших токах (~1-2А) фаза насыщения может завершиться обрывом тока, т. к. процессы отбора тока электронов с катода при взрывной электронной эмиссии и генерации плазмы на катоде, создающие условия для взрывной электронной эмиссии, взаимосвязаны: чем меньше ток, тем меньше генерируется плазмы. Существует пороговый ток, ниже к-рого взрывная электронная эмиссия не развивается.

На базе взрывной электронной эмиссии созданы т. н. сильноточные вакуумные диоды, генерирующие мощные импульсы электронного тока. Предельная длительность импульса тока ограничена временем, в течение к-рого происходит замыкание вакуумного промежутка плазмой. Обычно это 10-7 с. Плотность тока достигает 107 А/см2. Такие диоды применяются для исследования плазмы, радиац. дефектов в кристаллах для генерации

СВЧ-, рентг. и ИК-излучений, для накачки газовых лазеров. В генераторах электронных пучков электроны через полый анод выводятся за пределы диода. В генераторах рентг. импульсов они направляются на установленную на аноде мишень.

Литература по взрывной электронной эмиссии

  1. Mесяц Г. А., Фурсеq Г. H., Взрывная электронная эмиссия начальных стадий вакуумных разрядов, в кн.: Ненакаливаемые катоды, под ред. M. И. Елинсона, M., 1974;
  2. Бугаев С. П. и др., Взрывная эмиссия электронов, "УФН", 1975, т. 115, с. 101;
  3. Месяц Г. А., Первичные и вторичные процессы взрывной электронной эмиссии, "Ж. прикл. мех. и техн. физ.", 1980, № 5, с. 138. Г.

А. Месяц

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

(время поиска примерно 20 секунд)

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм представляет собой инструмент идеологического подчинения одних людей другим с помощью абсолютно бессовестной манипуляции их психикой для достижения интересов определенных групп людей, стоящих у руля этой воровской машины? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 01.10.2019 - 05:20: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 12:51: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэйвида Дюка - Карим_Хайдаров.
30.09.2019 - 11:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Васильевича Квачкова - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 19:30: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 09:21: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
29.09.2019 - 07:41: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 17:35: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Пешехонова - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 16:35: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 08:33: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
26.09.2019 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:34: ТЕОРЕТИЗИРОВАНИЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ - Theorizing and Mathematical Design -> ФУТУРОЛОГИЯ - прогнозы на будущее - Карим_Хайдаров.
24.09.2019 - 03:32: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> "Зенит"ы с "Протон"ами будут падать - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution