الإلكترون الانبعاثات من المواد الصلبة (II): تطبيقات

وتعتبر التطبيقات من انبعاثات الالكترونات في النص التالي. هذا هو استمرار للانبعاثات الكترون من المواد الصلبة (I): التاريخ والنظرية.

انبعاث حراري يشكل الأساس لعناصر الدائرة أنبوب، وأنابيب الأشعة السينية، ونظم الطاقة تحويل حراري. في عام 1904، اخترع جون أمبروز فليمنج الأنبوب الكهربائي 2 تصحيح (دايود)، و في عام 1907، لي دي فورست وضعت شبكة حمل الحالية بين الكاثود والأنود في أنبوب باعث حراري، وخلق الصمام الثلاثي. الثنائيات وtriodes هي اللبنات الأساسية للأجهزة الإلكترونية القائمة على أنبوب. في الصمام الثلاثي، وهو تيار ضعيف على الشبكة تسيطر على تعديل من تمرير أقوى الحالية بوصفها شعاع الالكترون بين الكاثود والأنود، والنظام برمته، بوصفها مفتاح ومكبر للصوت. في راديو أنبوب، على سبيل المثال، اختار تعديل من إشارة ضعيفة من قبل الهوائي ونشرها عبر شبكة سيطرة تيار أقوى الأسر التي تدير الصوت الفعلي المنتجة للجهاز. أنبوب حراري يحتاج الى الاحماء، ويتطلب طاقة للتدفئة، وهذا مطلب الطاقة والحجم الكبير نسبيا، والتكلفة، وتعقيد أنابيب حراري أدى إلى الاستعاضة عنها الترانزستورات في معظم التطبيقات بعد عام 1960.

وتنتج الأشعة السينية عندما الإلكترونات ذات الطاقة العالية في شعاع الالكترون يضرب هدفا الصلبة، وتم اكتشافها بالصدفة من قبل ويلهلم كونراد رونتغن خلال تجارب على أنابيب أشعة الكاثود. غاز الأشعة السينية أنبوب يستخدم الإلكترونات المنبعثة إلى خلق الأيونات، والتي بدورها تصطدم مع هدفا لإنتاج أشعة. في أنبوب الأشعة السينية عالية الفراغ، والإلكترونات التي تنتجها انبعاث حراري تنتج الأشعة السينية من خلال ضرب أنود معدني. الاختلافات المحتملة التي هي كبيرة بما يكفي للتسبب مباشرة الانبعاثات حقل غير مرغوب فيها في جهاز الأشعة السينية. لذلك، يتم استخدام سلسلة من المعجلات الكهرومغناطيسية في أنابيب الأشعة السينية، وتنتج الأشعة السينية عالية جدا للطاقة. يمكن أن الأشعة السينية أيضا أن يكون غير مرغوب فيه من قبل المنتج من أي جهاز شعاع الالكترون، مثل جهاز لحام، الذي يعتمد على تباطؤ من الإلكترونات ذات الطاقة العالية.

حراري طاقة تحويل ينطوي على خلق الفارق في درجة الحرارة عالية بما فيه الكفاية بين محطات الدارة من تكوين مناسب لإحداث لتدفق الحالية. وقد تم التحقيق فيها كوسيلة من وسائل تحويل الطاقة النووية والطاقة الشمسية إلى الطاقة الكهربائية بدون أجزاء مثل التوربينات. كبديل لأشباه الموصلات الخلية الضوئية القائمة، حراري محولات الطاقة لم تحقق نجاحا تجاريا كبيرا.

شكلت الأساس لإصدار ضوئي ionoscope VKZworykin وخليفتها، orthocon صورة، والتي كانت نسخة سابقة من كاميرا تلفزيونية. وضعت صورة orthocon تعمل من خلال التركيز على صورة لوحة ضوئي موازية لشبكة معدنية موجبة. تصطدم الإلكترونات المنبعثة من ضوئي على الشبكة، وخلق صورة كهرباء عززها photomultiplication في لوحة زجاجية على الفور وراء الشبكة. مسح شعاع الالكترون لوحة زجاجية. تسبب تغيرات في رسم لوحة التغيرات في إشارة الأشعة المنعكسة. ترجمت الاختلافات في شعاع عودة الصورة إلى إشارة إلكترونية. الكاميرات التلفزيونية الحديثة هي أكثر بساطة في التصميم واستخدام أشباه الموصلات.

إصدار ضوئي كما شكلت الأساس لمضخم ضوئي، جهاز يستخدم بدأت في 1930s "للكشف عن تدني مستوى الإشعاع الكهرومغناطيسي. في أنبوب مضخم للضوء، الضوء تؤثر على الالكترونات المنتجات ضوئي، والتي بدورها تنتج الإلكترونات الثانوية من خلال التفاعل مع سلسلة من dynodes أكسيد المعادن. أنابيب مضخم ضوئي قادرة على الكشف عن شمعة على مسافة 10 كيلومترات وتضخيم إشارة مع "الضجيج" جدا أقل المضافة. استخدمت فيها كما عدادات التلألؤ وكما كشف للضوء خافت في المنطقة من الطيف المرئي في علم الفلك. حساسية الطول الموجي للأنبوب مضخم للضوء يعتمد على الركيزة التي يتم بناؤها الكاثود.

انبعاث المجال هو الوسيلة الرئيسية لتوليد الحزم الإلكترونية لاستخدامها في أجهزة الاستقبال التلفزيوني، والمحطات CRT، ونقل والمسح الضوئي المجاهر الإلكترونية. وبندقية الإلكترون الانبعاثات على أساس حقل يتكون من كاثود سلك غرامة التي تنبعث الالكترونات من طرفها وطائرة أو الأنود مقعر مع وجود ثقب في وسطها التي من خلالها يمر شعاع الالكترون. القطب التركيز بين الكاثود والأنود يضبط الالكترونات تشع في شعاع قطره الضيقة.

اختيار باعث للحصول على المجهر الالكتروني هو أكثر أهمية من لجهاز CRT. مجهر الكتروني يتطلب سطوع لتحقيق أقصى قدر من التكبير كافية وباعث المحددة التي تنبعث بشكل موحد في جميع الاتجاهات حتى يتسنى للعدسة الإلكترونية لأداء دون انحراف. استقرار بواعث غير ذات أهمية بالنسبة لالمجهر الإلكتروني لضمان كل من طول العمر من مكونات الصك واستنساخ النتائج. ويعرض للخطر حياة من بواعث التي تسمم من مراكز باعث من المواد الغريبة في فراغ والكمال عن طريق التبخر من المواد الكاثود نفسها. ويفضل التنغستن والتنغستن المغلفة مع السيزيوم المواد باعث؛ الكربون مغمد في التنغستن، واللانثانم وبوريد الكالسيوم قد استخدمت في المجاهر الإلكترونية.

الحقل المجهري الانبعاثات وحقل المجهر ايون توظيف انبعاث مجال لدراسة بنية باعث مباشرة. في مجال انبعاث المجهري، القطب الموجب يشتمل على شاشة فوسفورية، والذي يحول الاختلافات في مخروط الإشعاع إلى أنماط واضحة.

بسبب صغر قطرها، نصائح باعث وعادة ما تتألف من الكريستال واحد. الاتجاه الطبيعي للذرات داخل الكريستال المشبك يؤدي إلى اختلافات صغيرة في وظيفة العمل على سطح البلورة، والتي تترجم إلى بقع الضوء والظلام في صورة مرئية. العيوب والشوائب شعرية أيضا أن تصبح مرئية. المجهر ايون الميدان، والتي هي قادرة على مستوى أعلى بكثير من القرار، ويعتمد أيضا على انبعاث المجال، ولكن تنتج صورة من غاز مؤين بالقرب من السطح بواسطة الإلكترونات المنبعثة ليس من الإلكترونات الأخرى أنفسهم. المجهر الأيوني المجال هو الوحيد الذي يسمح مجهر العلماء من مشاهدة الذرات الفردية مباشرة. المجهر الأيوني مجال مفيد لدراسة العلاقات المكانية على سطح المواد الصلبة المعدنية، وأنه هو أداة قيمة لتصميم بواعث أكثر فعالية.

المراجع: -

1) مقدمة إلى تقنية الحزمة الإلكترونية بواسطة Bakish، روبرت أ.

2) إصدار ضوئي في المواد الصلبة التي كاردونا، مانويل، والنائبة لوثار.

3) إلكترونيات الاختراعات 1745-1976 من قبل GWA Dummler

4) الفحص المجهري أيون الميدانية من قبل Hren، J. جون ورانغاناثان سرينفاسا

5) والعديد من المواقع على شبكة الإنترنت