Библиотека DJVU
БСЭ
Статистика:
Поверхностная ионизация
Значение слова "Поверхностная ионизация" в Большой Советской Энциклопедии
Количественной характеристикой Поверхностная ионизация служит степень Поверхностная ионизация a= ni/n0, где ni и n0 - потоки одновременно десорбируемых одинаковых по химическому составу ионов и нейтральных частиц. ni = CN exp (-li/kT), a n0 = DNexp (-l0/k T), здесь k - Больцмана постоянная, T - абсолютная температура поверхности, li и l0 - теплоты десорбции в ионном и нейтральном состояниях, N - концентрация частиц данного сорта на поверхности, а коэффициенты С и D слабо (в сравнении с экспонентами) зависят от Т. Отсюда
a =
.Взаимодействие частиц с поверхностями отображают кривыми типа показанной на рис. 1. Переход с кривой для нейтральных частиц А на кривую для ионов А+ на расстоянии х ® ¥ от поверхности соответствует ионизации частицы с переводом освободившегося электрона в твёрдое тело. Требуемая для этого энергия равна e (V-j); V - ионизационный потенциал частицы, еj - работа выхода тела, е - заряд электрона. Выражение a через эти величины приводит к Ленгмюра - Саха уравнению, причём для положительной Поверхностная ионизация (li+ - l0) = e (V -j), а для отрицательной Поверхностная ионизация (li- - l0) = е (j-S), где eS - энергия сродства к электрону частицы. Поверхностная ионизация наиболее эффективна (a велико) для частиц с li < l0 или j > V и S > j; a для них уменьшается с ростом Т. При обратных неравенствах Поверхностная ионизация усиливается с возрастанием Т (рис. 2). li и l0 зависят от N - обычно li растет, а l0 падает с увеличением N. Если при Т > Т0 соблюдается условие эффективной Поверхностная ионизация (li < l0 и ni >> n0), то при Т = Т0 знак (l0 - li) меняется, а a начинает скачкообразно падать до малых значений. Т0 называется температурным порогом Поверхностная ионизация
Внешнее электрическое поле Е, ускоряющее ионы с поверхности, снижает величину li. При E < 107 в/см это снижение Dl = е
= 3,8×10-4
эв (E должно быть выражено в в/см). Соответственно растет a. Если li < l0 и nI > n0, Е при стационарной Поверхностная ионизация уменьшает N и T0. Так, T0 для атомов Cs на W с 1000 К при Е = 104 в/см снижается до 300 °K при Е = 107 в/см. Это даёт основание рассматривать явления десорбции и испарения ионов электрическим полем при низких Т как Поверхностная ионизация Современная экспериментальная техника позволяет наблюдать Поверхностная ионизация частиц с V £ 10 в и S ³ 0.6 в. С помощью электрического поля эти пределы могут быть существенно расширены.Приведённые выше закономерности Поверхностная ионизация справедливы (подтверждены опытом) для однородных поверхностей. Однако на практике чаще приходится иметь дело с неоднородными поверхностями. на которых l0, li, j и N неодинаковы на различных участках. В таких случаях указанные зависимости a от Т и Е сохраняются для некоторых усреднённых значений l0, li и j.
Поверхностная ионизация широко используется в ионных источниках различного назначения, в чувствительных детекторах частиц, для компенсации объёмного заряда электронов в термоэлектронных преобразователях, перспективна для создания плазменных двигателей, а также лежит в основе многих методов изучения физико-химических характеристик поверхностей твёрдых тел и взаимодействующих с ними частиц.
Лит.: Зандберг Э. Я., Ионов Н. И., Поверхностная ионизация, М,, 1969.
Н. И. Ионов.
Рис. 2. Характерные зависимости степени поверхностной ионизации a в стационарных процессах от температуры T: 1 - для случая, когда теплота десорбции иона li, меньше теплоты десорбции нейтральной частицы l0; 2 - в случае, когда li>l0. T0 - температурный порог поверхностной ионизации.
U(x) - энергия связи частицы с поверхностью. Расстояние хр соответствует равновесному состоянию частицы у поверхности, а глубины «потенциальных ям» li и l0 равны теплотам десорбции иона и нейтральной частицы соответственно. Разность li-l0 в данном случае равна разности энергии ионизации eV нейтральной частицы (V - её ионизационный потенциал, е - заряд электрона) и работы выхода поверхности ej." href="a_pictures/18/10/277466674.jpg">
Рис. 1. Потенциальные кривые взаимодействия систем поверхность твёрдого тела - нейтральная частица (А) и поверхность - положительный ион (А+); х - удаление от поверхности; U(x) - энергия связи частицы с поверхностью. Расстояние хр соответствует равновесному состоянию частицы у поверхности, а глубины «потенциальных ям» li и l0 равны теплотам десорбции иона и нейтральной частицы соответственно. Разность li-l0 в данном случае равна разности энергии ионизации eV нейтральной частицы (V - её ионизационный потенциал, е - заряд электрона) и работы выхода поверхности ej.
В Большой Советской Энциклопедии рядом со словом "Поверхностная ионизация"
Поверхности выравнивания | Буква "П" | В начало | Буквосочетание "ПО" | Поверхностная моренаСтатья про слово "Поверхностная ионизация" в Большой Советской Энциклопедии была прочитана 0 раз
Интересное