中产生的次级电子维持]]
中应用的次级发射。当光线照射到光电阴极时,初始发射的电子被加速撞击到倍增极(dynode)电极上,撞击出更多的电子,随后这些电子又撞击第二个倍增极。每个入射电子都会产生多个次级电子,从而使级联的倍增极链放大初始电子数量。]]
在粒子物理学中,次级发射(secondary emission)是一种物理现象,指具有足够能量的初级入射粒子在撞击表面或穿过某种物质时,诱导产生次级粒子的发射。该术语通常指带电粒子(如电子或离子)在真空管中撞击金属表面时,金属表面发射出电子的现象;这些电子被称为二次電子。 在这种情况下,每个入射粒子所发射的次级电子数量被称为“次级发射产额”(secondary emission yield)。如果次级粒子是离子,则该效应被称为“次级离子发射”。次级电子发射被应用于光电倍增管和中,以放大由光电发射产生的少量光电子,从而提高器件的灵敏度。它也是电子真空管中一种不受欢迎的副作用,即当来自阴极的电子撞击阳极时,可能会引起寄生振荡。
应用
次级发射材料
常用的次级发射材料包括:
- 锑化碱金属
- 氧化铍(BeO)
- 氧化镁(MgO)
- 磷化鎵(GaP)
- 砷化磷镓(GaAsP)
- 氧化铅(PbO)
光电倍增管及类似器件
在光电倍增管中,一个或多个电子从发射出来,并被加速射向一个抛光的金属电极(称为倍增极,dynode)。这些电子以足够的能量撞击电极表面,通过次级发射释放出数量更多的电子。这些新产生的电子随后被加速射向另一个倍增极,该过程重复多次,最终实现通常在一百万倍量级的总增益(“电子倍增”),从而在最后一个倍增极上产生可检测的电子电流脉冲。
类似的電子倍增管可用于探测电子或离子等快粒子。
历史应用
特殊放大管
20世纪30年代,人们开发出特殊的放大管,通过让电子束撞击倍增极并将其反射到阳极,刻意地“折叠”了电子束路径。这在管体尺寸不变的情况下,增加了板极-栅极距离,从而提高了电子管的跨导并降低噪声系数。此类典型的“轨道束六极管”(orbital beam hexode)如1939年推出的RCA 1630。由于此类管内强烈的电子流会迅速损坏倍增极表面,与传统电子管相比,其寿命通常非常短。
早期计算机存储管
第一种随机存取计算机存储器使用了一种称为威廉姆斯管(Williams tube)的阴极射线管,它利用次级发射在管面上存储比特。另一种基于次级发射的随机存取计算机存储管是选数管(Selectron tube)。这两种技术均因磁芯存储器的发明而被淘汰。
不良效应——四极管
次级发射在四极管热电子阀(电子管)中可能产生负面影响。在这种情况下,带正电的帘栅极(screen grid)可能会将电子流加速到足以在阳极(板极)处引起次级发射。这会导致过大的帘栅极电流。它也是导致这类电子管(特别是早期阳极未经过减少次级发射处理的类型)表现出“負阻”特性的部分原因,这可能导致电子管变得不稳定。这种副作用可以被利用,例如将某些旧式电子管(如77型五极管)用作(dynatron oscillator)。后来,通过在四极管中增加第三个栅极(称为抑制栅极,suppressor grid)来排斥电子使其回到板极,从而解决了这一效应。这种电子管被称为五极管。
相关
*
*
- 溅射
参考資料
评论 (0)