Взрывная электронная эмиссия


Взрывная электронная эмиссия

Взрывная электронная эмиссия — электронная эмиссия с поверхности металла при его переходе из твёрдой фазы в газообразную (плазму) в результате локальных взрывов микроскопических областей эмиттера. Это единственный вид электронной эмиссии, позволяющий получать плотность тока величиной 109 А/см2, и потоки электронов мощностью — 1013 Вт.

Содержание

Описание явления

Для инициирования взрывной электронной эмиссии необходимо создание на поверхности эмиттера фазового перехода металл-плазма, который являлся бы источником тока, поддерживающего этот переход. Такой переход может быть создан путём организации микровзрывов. Для этого могут быть использованы быстрая микрочастица или сфокусированное лазерное излучение, однако чаще всего применяется автоэлектронная эмиссия. Ток автоэлектронной эмиссии разогревает электроны в микрообъёме металла за счёт эффекта Ноттингема. Разогретые электроны передают свою тепловую энергию решётке благодаря электрон-фононному взаимодействию. В результате происходит микровзрыв и образование так называемого катодного факела, состоящего из плазмы и испарившихся паров металла. Образовавшаяся плазма начинает расширяться. Это расширение сопровождается интенсивной эмиссией электронов.

Теория явления

Величина тока взрывной электронной эмиссии в отсутствие магнитного поля и без учёта релятивистских эффектов определяется выражением

j(t) = BU^{\frac{3}{2}}F\left(\frac{vt}{d}\right),

где B — некая константа, U — разность потенциалов между фронтом образовавшейся плазмы и анодом, d — расстояние между электродами, vt — радиус плазменного сгустка, t — время. F(x) — функция, определяемая геометрией межэлектродного промежутка, в простейшем случае vt\ll d функция F(x) является линейной функцией своего аргумента.

При расширении плазмы её концентрация падает, уменьшается и протекающий по ней ток. В момент, когда его величина сравняется с величиной тока, определяемой формулой Ленгмюра, скорость движения фронта плазмы резко замедляется. Электронный ток выходит на режим насыщения и становится равным термоэлектронному току плазмы.

Если ток насыщения достаточно велик (около 10 А), то через некоторое время режим насыщения сменяется неустойчивым режимом, сопровождающийся хаотическими всплесками тока. В этом режиме переход электронов из катода в плазму определяется термоавтоэлектронной эмиссией, вызванной электростатическим полем на границе эмиттер-плазма. Это поле начинает увеличиваться, и при достижении им величины порядка 108 В/см происходит ещё один взрыв. Если же ток насыщения мал (около 1 А), то после фазы насыщения происходит обрыв тока.

Использование

За счёт высокой плотности создаваемого тока взрывная электронная эмиссия нашла своё применение в импульсных генераторах мощных электронных пучков и рентгеновского излучения, а также для накачки газовых лазеров. На её базе созданы сильноточные вакуумные диоды.

Литература


Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Взрывная электронная эмиссия" в других словарях:

  • ВЗРЫВНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — испускание интенсивного электронного потока, обусловленное переходом в ва катода (металлич. острия) из конденсиров. фазы в плотную плазму в результате разогрева локальных областей катода. Переход металл плазма инициируется взрывом металла, к рый… …   Физическая энциклопедия

  • Электронная эмиссия — Электронная эмиссия  явление испускания электронов поверхностью твёрдого тела или жидкости. Типы эмиссии Термоэлектронная эмиссия Электронную эмиссию, возникающую в результате нагрева, называют термоэлектронной эмиссией (ТЭ). Явление ТЭ… …   Википедия

  • ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — испускание электронов поверхностью конденсированной среды. Э. э. возникает в случаях, когда часть электронов тела приобретает в результате внеш. воздействия энергию, достаточную для преодоления потенц. барьера на его границе, или если внеш.… …   Физическая энциклопедия

  • ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — испускание эл нов поверхностью конденсированной среды. Э. э. возникает в случаях, когда часть эл нов тела приобретает в результате внеш. воздействий энергию, достаточную для преодоления потенциального барьера на его границе, или если внеш.… …   Физическая энциклопедия

  • Электронная эмиссия —         испускание электронов поверхностью твёрдого тела или жидкости. Э. э. возникает в случаях, когда под влиянием внешних воздействий часть электронов тела приобретает энергию, достаточную для преодоления потенциального барьера (См.… …   Большая советская энциклопедия

  • Электронная пушка —         устройство для получения потоков (пучков) электронов в объёме, из которого удалён воздух (в вакууме). Электроны в Э. п. вылетают из катода и ускоряются электрическим полем (рис. 1). Испускание электронов из катода происходит главным… …   Большая советская энциклопедия

  • АВТОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — (туннельная эмиссия, полевая эмиссия), испускание эл нов проводящими твёрдыми и жидкими телами под действием внеш. электрич. поля высокой напряжённости E(=107 В/см) у их поверхности. Механизм А. э. туннельное прохождение эл нов сквозь потенц.… …   Физическая энциклопедия

  • Туннельная эмиссия — (автоэлектронная, холодная, электростатическая, полевая)         испускание электронов твёрдыми и жидкими проводниками под действием внешнего электрического поля Е высокой напряжённости (Е Туннельная эмиссия 107 в/см). Т. э. была обнаружена в… …   Большая советская энциклопедия

  • МЕТАЛЛЫ — (от греч. metallon первоначально, шахта, копи), в ва, обладающие в обычных условиях характерными, металлическими, свойствами высокими электрич. проводимостью и теплопроводностью, отрицат. температурным коэф. электрич. проводимости, способностью… …   Химическая энциклопедия

  • КАТОДНОЕ ПЯТНО — ярко светящееся пятно на поверхности катода. Возникает при переходе тлеющего разряда к дуговому разряду вследствие изменения осн. механизма генерации эл нов: в простейшем случае автоэлектронная эмиссия сменяется термоэлектронной эмиссией, зона… …   Физическая энциклопедия

Книги



Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.