Просмотр кода страницы Ионно-электронная эмиссия

'''Ио́нно-электро́нная эми́ссия''' — явление [[Электронная эмиссия|испускания электронов]] с поверхности [[Твёрдое тело|твёрдого тела]] при его [[Ионная бомбардировка|бомбардировке ионами]].

== Физика явления ==
Различают два основных механизма ионно-электронной эмиссии: потенциальный и кинетический.

=== Потенциальное вырывание ===
В случае потенциального вырывания [[энергия]] [[электрон]]ам мишени передаётся при [[Оже-эффект|оже-нейтрализации]] бомбардирующего [[ион]]а. Этот процесс наблюдается в случае, если у иона незанятый [[энергетический уровень]] находится ниже, чем [[уровень Ферми]] в бомбардируемом металле. В этом случае один из электронов из [[Зона проводимости|зоны проводимости]] может перейти на этот уровень, тем самым нейтрализуя ион. При нейтрализации высвобождается энергия, передаваемая другому электрону металла, который уже получает возможность покинуть металл. Потенциальная ионно-электронная эмиссия возможна только в случае, если выполняется неравенство <math>I_p>2\Phi</math>, где <math>I_p</math> — [[энергия ионизации]] атомов, ионы которых бомбардируют металл, <math>\Phi</math> — [[работа выхода]] электрона из металла.

Эффективность эмиссии характеризуется так называемым коэффициентом вырывания <math>\gamma</math>, равным среднему числу выбиваемых электронов, приходящихся на один ион. Для потенциального выбивания <math>\gamma</math> возрастает с увеличением энергии ионизации <math>I_p</math> и для однозарядных ионов может достигать нескольких десятков процентов. Для многозарядных ионов коэффициент <math>\gamma</math> может превышать единицу за счёт многоступенчатого процесса нейтрализации иона.

Коэффициент <math>\gamma</math> для потенциальной ионно-электронной эмиссии слабо зависит от энергии бомбардирующих ионов вплоть до значений энергии порядка 1 [[кэВ]]. При бо́льших энергиях эффективность эмиссии начинает снижаться и в пределе больших энергий стремится к нулю.

=== Кинетическое выбивание ===
В основе кинетического выбивания электронов лежит процесс [[Ударная ионизация|ударной ионизации]] атомов мишени и бомбардирующих ионов, поэтому для него характерно наличие порогового значения энергии ионов. Величина порога зависит от материала мишени и от используемых ионов. Для тугоплавких металлов, бомбардируемых ионами Li<sup>+</sup> или более тяжёлыми, пороговая энергия превышает величину 1 кэВ. Для диэлектриков пороговая энергия бомбардирующих ионов составляет величину порядка 0,1—0,2 кэВ.

При росте энергии ионов выше пороговой коэффициент вырывания <math>\gamma</math> сначала растёт, затем выходит на небольшое плато, после чего начинает снижаться. Так, для ионов водорода H<sup>+</sup> максимум эффективности эмиссии лежит в области энергий порядка 100 кэВ и составляет для металлических мишеней величину порядка 1,5. Для более тяжёлых ионов оптимальная энергия лежит в районе нескольких МэВ, а <math>\gamma</math> может достигать нескольких десятков и сильно зависит от состояния бомбардируемой поверхности.

== Применение ==
Ионно-электронная эмиссия применяется, например, для [[Оже-спектроскопия|оже-спектроскопии]] поверхности твёрдых тел, основанной на анализе спектров эмитированных электронов.

== Литература ==
* {{Книга:Физическая энциклопедия|2|автор=Н. Н. Петров|ссылка=http://www.femto.com.ua/articles/part_1/1437.html|страницы=201—203}}

[[Категория:Электронная эмиссия]]