на главнуюВсе эхи RU.PHYSICS
войти ?

"КРИОГЕHHАЯ" ЭЛЕКТРОHHАЯ ЭМИССИЯ

От Alexander Konosevich (2:5004/9) к All

В ответ на Заголовок предыдущего сообщения в треде (Имя Автора)


* Crossposted в RU.PHYSICS
* Crossposted в RU.HARDWARE.REPAIR.TRICKS
╒═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╕
Forward Alexander Konosevich (2:5004/9)
Area : RU.COMPUTERRA (RU.COMPUTERRA)
From : News Robot, 2:5030/1256
╘═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════╛

Компьютерра
_____________________________________________________________________

эмиссии

Опубликовано: 11.03.2010, 03:23

Ганс-Отто Мейер (hans-otto meyer), физик из Индианского
университета [1] (США), провел серию экспериментов, в которых
наблюдалось явление лкриогенной╗ электронной эмиссии.

При работе фотоэлектронного умножителя [2] (ФЭУ) в обычных
температурных условиях и полной темноте можно зарегистрировать
темновой ток, основной причиной появления которого служит
термоэмиссия электронов с фотокатода. С уменьшением температуры
частота испускания электронов уменьшается по известному закону
Ричардсона.

Когда температура опускается приблизительно до 220 К, падение
интенсивности испускания, однако, прекращается, а при дальнейшем
охлаждении она и вовсе начинает монотонно возрастать. Это
явление было впервые зарегистрировано в 1963 году и получило
название лкриогенной╗ электронной эмиссии. лПолного физического
объяснения такой эмиссии не существует╗, -- заявляет г-н Мейер.

ФЭУ как нельзя лучше подходят для наблюдения этого эффекта. В
своих экспериментах автор использовал два совершенно обычных ФЭУ
HAMAMATSU R7725 [3] диаметром 5 см с бищелочными катодами.
Приборы помещались в небольшую вакуумную камеру, которая затем
погружалась в жидкий азот или гелий; минимальная температура
составила, таким образом, около 4 К. Данные, полученные в
процессе охлаждения и нагревания ФЭУ, совпадают: на
интенсивность лкриогенной╗ эмиссии влияет текущая температура, а
история ее изменения роли не играет.

Сначала ученый убедился в том, что он правильно понимает природу
явления. Импульсы на аноде ФЭУ регистрировались по уровню,
примерно соответствующему одной трети заряда испущенного
электрона; когда порог регистрации был установлен выше уровня
полного заряда электрона, счет практически прекратился. Это
означает, что наблюдаемые импульсы действительно соответствуют
испусканию одиночных электронов с фотокатода.

Затем г-н Мейер сравнил свои данные с результатами измерений для
других ФЭУ. Как выяснилось, частота испускания электронов, что
вполне естественно, растет с увеличением площади поверхности
фотокатода. Исследователь также попробовал изменить рабочее
напряжение ФЭУ; здесь, однако, никакой зависимости не
обнаружилось, тогда как интенсивность термоэлектронной эмиссии
при подъеме напряжения заметно увеличивается (см. рис. выше).

Частота испускания электронов в расчете на единицу
площади фотокатода. Первый ФЭУ был охлажден до 4 К
(показано треугольниками), а второй ФЭУ сначала
охладили до 81 К (квадраты), а затем снова нагрели
(ромбы). Пунктирными линиями отмечена известная
зависимость интенсивности термоэлектронной эмиссии от
температуры (закон Ричардсона). Hа графике также
отмечены данные для двух других ФЭУ (кресты и кружок).

При обработке данных ученый отметил тот факт, что импульсы часто
группируются во лвспышки╗ -- непрерывные цепочки событий,
следующих друг за другом с небольшими интервалами. лВспышки╗
появляются в случайные моменты времени, имеют разную
длительность и число входящих в них импульсов, но автору все же
удалось выявить некоторые интересные закономерности. Так,
зависимость средней продолжительности лвспышек╗ от числа
интервалов между их импульсами (размера) имеет степенной
характер. Кроме того, в пределах одной лвспышки╗ длительность
интервалов постепенно возрастает от 3 мкс до 3 мс.

Последнее наблюдение г-н Мейер считает наиболее важным,
поскольку оно дает представление о физике процесса. Здесь, по
мнению автора, должен действовать некий механизм захвата
электронов в ловушки. Попавший в ловушку электрон может выйти из
нее (и тогда он даст импульс на аноде ФЭУ) либо рекомбинировать
с дыркой. Для моделирования процесса ученый предлагает
использовать такую формулу:
R = k>[О╡>(1 + О│>(k/k0)4) + О▒>exp(T/T0)].

Здесь R -- скорость лопустошения╗ ловушки, а k и k0 -- текущее и
начальное число электронов в ней. Первое слагаемое в квадратных
скобках задает частоту испускания и определяется константой О╡;
как можно заметить, при уменьшении количества электронов в
ловушке интенсивность эмиссии будет падать, что соответствует
увеличению длительности интервалов в одной лвспышке╗. Второе
слагаемое устанавливает интенсивность рекомбинации и
определяется константой О▒, умножаемой на функцию от
температуры.

Такая модель, при правильном подборе констант, позволяет
воспроизвести некоторые характеристики лкриогенной╗ эмиссии (см.
рисунки ниже), но этим ее возможности и исчерпываются;
теоретического описания этого явления, как уже было указано, не
существует. лЯ даже не пытаюсь предсказывать, каким в итоге
окажется объяснение лкриогенной╗ эмиссии, -- заключает Ганс-Отто
Мейер. -- Hадеюсь, скоро у нас появятся более сложные
теоретические модели, которые можно будет проверить в
эксперименте. А пока я собираюсь выяснить, в каких еще системах,
помимо ФЭУ, можно наблюдать этот эффект╗.

Полная версия отчета опубликована в журнале Europhysics Letters
[4]; полный текст статьи можно скачать отсюда [6] (требуется
регистрация).

Подготовлено по материалам PHYSORG [5].

[1]: http://www.indiana.edu/
[2]: http://en.wikipedia.org/wiki/Photomultiplier
[3]: http://jp.hamamatsu.com/resources/products/etd/pdf/R7723_TPMH1315E01.pdf
[4]: http://iopscience.iop.org/0295-5075/89/5/58001/
[5]: http://www.physorg.com/news187421719.html

_____________________________________________________________________

Оригинал статьи на http://pda.compulenta.ru/?action=article&id=513381

[http://pda.compulenta.ru/?action=section§ion_id=27750]: - Железо и гаджеты - Интернет и связь - Микролента - Hаука и техника - Физика

--- R123572485272
* Origin: Copyright (C) Aleksandr K Konosevich (2:5004/9)

Ответы на это письмо:

From: Username
Заголовок следующего сообщения в треде может быть длинным и его придется перенести на новую строку

From: Username
Или коротким

FGHI-url этого письма: area://RU.PHYSICS?msgid=2:5004/9+4b9acb2b