Вибухова електронна емісія — електронна емісія з поверхні металу за його переходу з твердої фази в газоподібну (плазму) внаслідок локальних вибухів мікроскопічних ділянок емітера. Єдиний вид електронної емісії, що дозволяє отримувати густину струму величиною 109А/см2 і потоки електронів потужністю 1013Вт.
Опис явища
Для ініціювання вибухової електронної емісії необхідно створити на поверхні емітера фазовий перехід метал-плазма, який буде джерелом струму, яке підтримує цей перехід. Такий перехід можна створити, організувавши мікровибухи. Для цього можна використати швидку мікрочастинку або сфокусоване лазерне випромінювання, проте найчастіше застосовують автоелектронну емісію. Струм автоелектронної емісії розігріває електрони в мікрооб'ємі металу за рахунок ефекту Ноттінгема. Розігріті електрони передають свою теплову енергію ґратці завдяки електрон-фононній взаємодії. В результаті відбувається мікровибух і утворюється так званий катодний факел, що складається з плазми і пари металу. Утворена плазма починає розширюватися, що супроводжується інтенсивною емісією електронів.
Теорія явища
Величина струму вибухової електронної емісії без магнітного поля і без урахування релятивістських ефектів визначається виразом
де — деяка стала, — різниця потенціалів між фронтом утвореної плазми й анодом, — відстань між електродами, — радіус плазмового згустку, — час. — функція, що визначається геометрією міжелектродного проміжку, в найпростішому випадку функція є лінійною функцією свого аргументу.
Під час розширення плазми її концентрація падає, зменшується і струм, що протікає в ній. У момент, коли його величина зрівняється з величиною струму, яку визначає , швидкість руху фронту плазми різко знижується. Електронний струм виходить на режим насичення і дорівнює термоелектронному струму плазми.
Якщо струм насичення досить великий (близько 10 А), через деякий час режим насичення змінюється нестійким режимом, що супроводжується хаотичними сплесками струму. У цьому режимі перехід електронів із катода в плазму визначається термоавтоелектронною емісією, спричиненою електростатичним полем на межі емітер-плазма. Це поле починає зростати і при досягненні ним величини порядку 108 В/см відбувається ще один вибух. Якщо струм насичення малий (близько 1 А), то після фази насичення відбувається обрив струму.
Використання
Завдяки високій густині створюваного струму, вибухова електронна емісія знайшла застосування в імпульсних генераторах потужних електронних пучків і рентгенівського випромінювання, а також для нагніту газових лазерів. На її основі створені сильнострумові вакуумні діоди.
Посилання
- Г. А. Месяц. Физическая энциклопедия: [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1: Ааронова — Бома эффект — Длинные линии. — С. 269—270. — 707 с. — 100 000 экз.
- С. П. Бугаев, Е. А. Литвинов, Г. А. Месяц, Д. И. Проскуровский. Взрывная эмиссия электронов // УФН. — 1975. — Т. 115 (21 червня). — С. 101—120.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
U Vikipediyi ye statti pro inshi znachennya cogo termina Emisiya Vibuhova elektronna emisiya elektronna emisiya z poverhni metalu za jogo perehodu z tverdoyi fazi v gazopodibnu plazmu vnaslidok lokalnih vibuhiv mikroskopichnih dilyanok emitera Yedinij vid elektronnoyi emisiyi sho dozvolyaye otrimuvati gustinu strumu velichinoyu 109A sm2 i potoki elektroniv potuzhnistyu 1013Vt Opis yavishaDlya iniciyuvannya vibuhovoyi elektronnoyi emisiyi neobhidno stvoriti na poverhni emitera fazovij perehid metal plazma yakij bude dzherelom strumu yake pidtrimuye cej perehid Takij perehid mozhna stvoriti organizuvavshi mikrovibuhi Dlya cogo mozhna vikoristati shvidku mikrochastinku abo sfokusovane lazerne viprominyuvannya prote najchastishe zastosovuyut avtoelektronnu emisiyu Strum avtoelektronnoyi emisiyi rozigrivaye elektroni v mikroob yemi metalu za rahunok efektu Nottingema Rozigriti elektroni peredayut svoyu teplovu energiyu gratci zavdyaki elektron fononnij vzayemodiyi V rezultati vidbuvayetsya mikrovibuh i utvoryuyetsya tak zvanij katodnij fakel sho skladayetsya z plazmi i pari metalu Utvorena plazma pochinaye rozshiryuvatisya sho suprovodzhuyetsya intensivnoyu emisiyeyu elektroniv Teoriya yavishaVelichina strumu vibuhovoyi elektronnoyi emisiyi bez magnitnogo polya i bez urahuvannya relyativistskih efektiv viznachayetsya virazom j t BU32F vtd displaystyle j t BU frac 3 2 F left frac vt d right de B displaystyle B deyaka stala U displaystyle U riznicya potencialiv mizh frontom utvorenoyi plazmi j anodom d displaystyle d vidstan mizh elektrodami vt displaystyle vt radius plazmovogo zgustku t displaystyle t chas F x displaystyle F x funkciya sho viznachayetsya geometriyeyu mizhelektrodnogo promizhku v najprostishomu vipadku vt d displaystyle vt ll d funkciya F x displaystyle F x ye linijnoyu funkciyeyu svogo argumentu Pid chas rozshirennya plazmi yiyi koncentraciya padaye zmenshuyetsya i strum sho protikaye v nij U moment koli jogo velichina zrivnyayetsya z velichinoyu strumu yaku viznachaye shvidkist ruhu frontu plazmi rizko znizhuyetsya Elektronnij strum vihodit na rezhim nasichennya i dorivnyuye termoelektronnomu strumu plazmi Yaksho strum nasichennya dosit velikij blizko 10 A cherez deyakij chas rezhim nasichennya zminyuyetsya nestijkim rezhimom sho suprovodzhuyetsya haotichnimi spleskami strumu U comu rezhimi perehid elektroniv iz katoda v plazmu viznachayetsya termoavtoelektronnoyu emisiyeyu sprichinenoyu elektrostatichnim polem na mezhi emiter plazma Ce pole pochinaye zrostati i pri dosyagnenni nim velichini poryadku 108 V sm vidbuvayetsya she odin vibuh Yaksho strum nasichennya malij blizko 1 A to pislya fazi nasichennya vidbuvayetsya obriv strumu VikoristannyaZavdyaki visokij gustini stvoryuvanogo strumu vibuhova elektronna emisiya znajshla zastosuvannya v impulsnih generatorah potuzhnih elektronnih puchkiv i rentgenivskogo viprominyuvannya a takozh dlya nagnitu gazovih lazeriv Na yiyi osnovi stvoreni silnostrumovi vakuumni diodi PosilannyaG A Mesyac Fizicheskaya enciklopediya v 5 t Gl red A M Prohorov M Sovetskaya enciklopediya 1988 T 1 Aaronova Boma effekt Dlinnye linii S 269 270 707 s 100 000 ekz S P Bugaev E A Litvinov G A Mesyac D I Proskurovskij Vzryvnaya emissiya elektronov UFN 1975 T 115 21 chervnya S 101 120