Ikkilamchi elektron emissiyasi

IKKILAMCHI ELEKTRON EMISSIYASI
REJA:
1. Hodisaning asosiy xarakteristikalari
2. Ikkilamchi elektronlarning energiya spektri
3. Elastik sochilgan elektronlar
4. Noelastik qaytgan elektronlar


1. Hodisaning asosiy xarakteristikalari
Ikkilamchi elektron emissiya – emitter sirti elektronlar dastasi bilan bombardimon qilinganda yuz beradigan, o’zaro bog’langan turli jarayonlar bilan belgilanadigan murakkab hodisadir. Qattiq jism sirtidan kelayotgan elektronlar oqimida uch guruh elektronlari mavjud: elastik qaytgan birlamchi elektronlar, noelastik sochilgan birlamchi va haqiqiy ikkilamchi elektronlar. Ikkilamchi elektron emissiya tashkil topgan shu uchta guruh elektronlarini bir-biridan ajratish va ularni alohida o’rganish maqsadga muvofiqdir. Yaqqolki, elastik qaytgan elektronlar, qattiq jismlar sirtiga tushayotgan elektronlar energiyasiga teng energiyaga ega. Shu sababli, elastik qaytgan elektronlarni elektronlarning umumiy oqimidan ajratib olish qiyinchilik tug’dirmaydi. Bunda haqiqiy ikkilamchi va noelastik qaytgan elektronlarni ajratishda muammolar bo’lishi mumkin, chunki ikkala guruh elektronlari ham uzluksiz energiya spektriga ega. Ammo, haqiqiy ikkilamchi elektronlarning aksariyati sekin bo’lganligi uchun, odatda, shartli tarzda energiyasi 50 eV dan kam bo’lgan elektronlar haqiqiy ikkilamchi elektronlarga , energiyasi 50 eV dan katta bo’lgan ikkilamchi elektronlar elastik qaytgan elektronlarga tenglashtiriladi. Tabiiyki, bunday tenglashtirishda tez haqiqiy ikkilamchi va sekin noelastik qaytgan elektronlar hisobga olinmaydi.
Shuni qayd qilish lozimki, barcha qabul qilgan bunday ajratish , birlamchi elektronlarning juda kichik bo’lgan energiyalaridagina (kamida E_p>100 V) o’rinlidir. Yuqorida zikr qilingan har bir hodisa o’z koeffisiyenti bilan xarakterlanadi. Shunday qilib, uchta koeffisiyent mavjud: elastik qaytgan elektronlar koeffisiyenti – r, noelastik elektronlar koeffisiyenti - va haqiqiy ikkilamchi elektronlar emissiyasi koeffisiyenti - . r koeffisiyent moddadan elastik qaytayotgan elektronlar sonining, shu vaqtda moddaga tushayotgan birlamchi elektronlar soniga nisbatiga teng. va koeffisiyentlar ham xuddi shunga o’xshash aniqlanadi.
Ikkilamchi elektronlar emissiyasining to’liq koeffisiyenti , moddadan chiqqan va qaytgan barcha ikkilamchi elektronlar sonining, ayni vaqtda moddaga tushayotgan birlamchi elektronlar soniga nisbatiga teng. Yaqqolki,
. (1)
Barcha uch koeffisiyent (demak, ham) elektronlar bilan bombardimon qilinayotgan moddaning tabiatiga, uning sirt tuzilishiga, agregat holatiga va haroratiga bog’liq. Bundan tashqari, turli moddalarning ikkilamchi emissiya xossalari, birlamchi elektronlar dastasining parametrlari bilan ham belgilanadi, xususan elektronlarning energiyasi va elektronlar dastasining modda sirtiga tushish burchagi. Ko’rilayotgan hodisalarni yaqqolroq tushunish uchun, ikkilamchi elektronlarning energiya spektrini hamda, ikkilamchi elektronlarning chiqish burchaklari bo’yicha taqsimotini o’rganish muhimdir. Ikkilamchi elektron emissiya hodisasining yuqorida sanab o’tilgan barcha xarakteristikalari, odatda, mos toklarni o’lchash orqali o’rganiladi. r, va koeffisiyentlar
r = , , (2)
ga teng ekanligini oddiygina ko’rsatish mumkin. Bu yerda - birlamchi elektronlar toki; - elastik qaytgan elektronlar toki; - energiyasi 50 eV dan katta, ammo birlamchi elektronlar energiyasidan kichik bo’lgan ikkilamchi elektronlar toki; i_h- energiyasi 50 eV dan kam bo’lgan ikkilamchi elektronlar toki.
Ikkilamchi elektronlar emissiyasining to’liq koeffisiyenti , ikkilamchi elektronlar to’liq tokiga i₂, birlamchi elektronlar tokining nisbatiga teng:
(3)
Turli moddalarning ikkilamchi elektron emissiyasini o’rganishning tajribaviy usullarini ko’rib chiqamiz. Tajriba qurilmasi asbob va o’lchash sxemasidan iborat. Asbobning asosiy elementlari (1-rasm): 1) kerakli bo’lgan energiyali, fokuslangan birlamchi elektronlar dastasini beruvchi va talab qilingan intensivlikka ega bo’lgan, U termokatodli, E elektron zambarak; 2) elektronlar bombardimoniga duchor bo’ladigan va ikkilamchi elektronlar chiqaradigan M nishon; 3) K kollektor - nishonni o’rab turuvchi va ikkilamchi elektronlarni yig’uvchi elektrod ; 4) antidinatron to’r – kollektor bilan nishon orasida turuvchi to’rli elektrod. Bu to’rning vazifasi nishondan qaytgan tez elastik va noelastik elektronlar kollektordan urib chiqaradigan ikkilamchi elektronlar evaziga yuzaga keladigan halaqit tokini minimumga keltirish; 5) D diafragma-ikkilamchi tokning bir qismi to’r-kollektor tizimidan elektron zambarak tizimiga o’tib ketishiga halaqit beruvchi elektrod;



1-rasm
Bundan tashqari, D diafragma elektron zambarak anodining A chiqish diafragmasidan kelayotgan ikkilamchi elektronlarning halaqit tokini to’sish uchun ham mo’ljallangan.
r, va koeffisiyentlarni aniqlash uchun mo’ljallangan o’lchash sxemalari juda ko’p. Odatda yaxshi o’tkazuvchanlikka ega bo’lgan yarim o’tkazgichlar va metallarning ikkilamchi elektron emissiyasi, statik metod bilan o’rganiladi.
O’lchash sxemalaridan birini misol tariqasida keltiramiz (2-rasm). Ko’rinib turibdiki, qayd qiluvchi asbob g nishon M zanjirida. S to’rga, absolyut miqdoriga ko’ra turli, musbat ham , manfiy potentsial ham berish mumkin. Kollektorning potentsiali K to’r potentsialiga nisbatan bir necha o’n voltlarga yuqori. D diafragma potentsiali manfiy va bir necha o’n voltlarga teng. Zambarakning katodiga berilgan manfiy kuchlanish hisobiga elektronlar tezlashadi.

2-rasm
Nishon zanjiridan oqayotgan va g asbob bilan o’lchanayotgan tok ikki toklar ayirmasiga – birlamchi elektronlar toki va nishondan to’r bilan kollektor zanjiriga ketayotgan ikkilamchi elektronlar toki ayirmasiga teng. tok nishon bilan to’r orasidagi potentsialga bog’liq. Agar u musbat yoki nolga teng bo’lsa, tok ikkilamchi elektronlarning to’liq tokiga teng, nishon zanjiridan esa tok oqadi:
(4)
Agar to’rga nishonga nisbatan manfiy potentsial berilsa, nishonni faqat energiyasi ga teng yoki undan katta bo’lgan elektronlargina tark eta oladi. Energiyasi dan kam bo’lgan ikkilamchi elektronlar nishonga qaytadi. tezlashtiruvchi kuchlanishga teng bo’lganda butun ikkilamchi elektronlar toki berk bo’ladi, shu sababli
(5)
Agar = -50 eV bo’lsa, sekin elektronlar , ya’ni, barcha qabul qilgan haqiqiy ikkilamchi elektronlarni ajratishga asosan, elektronlar tutib qolinadi va nishon zanjirida oqayotgan tok quyidagicha aniqlanadi:
Birlamchi elektronlarning energiyasi bir necha yuz eV lardan ortiq bo’lganda, tok tokdan bir necha marta kichik . Shuning uchun tokni odatda hisobga olishmaydi va tokni quyidagiga teng deb faraz qilishadi:
(6)
To’rga dan juda kam farq qiladigan tutib qoluvchi potentsial berilganda, elastik qaytgan elektronlardan tashqari barcha ikkilamchi elektronlarni to’sish mumkin. Unda nishon zanjiridagi tok quyidagiga teng bo’ladi:
(7)
Agar barcha , , , toklarni o’lchashda tok doimiy bo’lsa, (4)-(7) munosabatlar tajribada o’lchangan , , , toklardan, barcha izlanayotgan va r koeffisiyentlarni aniqlashga imkon beradi. Bu koeffisiyentlar quyidagilarga tengligini ko’rsatish mumkin: ( 8).