ionizare de suprafață

Surface Ionizare, desorbție termică (evaporare) a pozitiv (ionizare pozitivă de suprafață) sau negativă (ionizare negativă de suprafață), ionii de suprafețe solide. Pentru ionii în discuție Surface Ionizare era fixă, rata de sosire la suprafața respectivelor ioni, atomi, molecule sau radicali (datorită difuziei particulelor din corpul sau volumul care curge simultan cu ionizarea Surface adsorbție) trebuie să fie egală cu rata totală de desorbție a ionilor și a particulelor neutre. Ionizarea suprafață are loc în timpul evaporării Solide proprii astfel de metale refractare.

Surface caracteristică cantitativă este gradul de ionizare al unui Ionizare Surface = n i / n 0. unde n i și n 0 - fluxuri simultan desorbită identic în compoziția chimică a ionilor și a particulelor neutre. n i = exp CN (-Li / kT), a n 0 = DNexp (-l0 / k T), aici k - constanta Boltzmann. T - temperatura absolută a suprafeței. li și l0 - căldura de desorbție în ionul și statelor neutre. N - concentrația particulelor din clasa pe suprafață, și coeficienții C și D slab (comparativ cu expozanții) depind de T. Prin urmare, a =.

Interacțiunea particulelor cu suprafețele reprezintă curbele de tipul celor prezentate în Fig. 1. Trecerea de particule neutre la curba A la curba A + ioni la distanța x de la suprafața ® ¥ corespunde particulelor de ionizare eliberate prin transferul unui electron într-un corp solid. Necesar pentru această energie este egală cu e (j V); potențial de ionizare a particulei - V. e j - ieșire de lucru a corpului, e - taxa de electroni. A expresie prin aceste valori duce la Langmuir - ecuația Saha. mai mult decât atât pentru ionizare pozitivă de suprafață (li + - l0) = e (V - j), iar pentru Surface ionizare negativa (li - l0) = e (j-S), unde eS - afinitatea de electroni a particulelor. ionizare de suprafață este cea mai eficientă (mare) pentru particule cu li Și V S> j; o scade odată cu creșterea T. Dacă le inversa inegalitățile de suprafață crește odată cu creșterea ionizarea T (fig. 2). li și l0 depind de N - li în general, crește și scade odată cu creșterea N. l0 Dacă T> T0, următoarea stare eficientă Ionizare Surface (li > N 0), la T = marca T0 (l0 - li) este schimbat, iar o pornire brusc scadă la valori mici. prag de temperatură T0 numit ionizării Surface

+ ); x - distanța de la suprafață; U (x) - energia particulei de legare cu suprafața. Distanța h corespunde stării de echilibru a particulei la suprafață și adâncimea de „potențiale puțuri» li și l0 sunt căldurile de desorbție ioni și particule neutre, respectiv. Li -l0 diferență în acest caz, este egală cu diferența dintre energia de ionizare a particulelor neutre eV (V - potențialul său de ionizare, e - sarcina unui electron) funcția de lucru a j suprafață și e. ionizare la suprafață. "Alt =" Figura. 1. Curbele de potențial interoperabilitate suprafață solidă - o particulă neutră (A) și suprafața - ion pozitiv (A +); x - distanța de la suprafață; U (x) - energia particulei de legare cu suprafața. Distanța h corespunde stării de echilibru a particulei la suprafață și adâncimea de „potențiale puțuri» li și l0 sunt căldurile de desorbție ioni și particule neutre, respectiv. Li -l0 diferență în acest caz, este egală cu diferența dintre energia de ionizare a particulelor neutre eV (V - potențialul său de ionizare, e - sarcina unui electron) funcția de lucru a j suprafață și e“.

Fig. 1. Curbele de potențial interoperabilitate suprafață solidă - o particulă neutră (A) și suprafața - ion pozitiv (A +); x - distanța de la suprafață; U (x) - energia particulei de legare cu suprafața. Distanța h corespunde stării de echilibru a particulei la suprafață și adâncimea de „potențiale puțuri» li și l0 sunt căldurile de desorbție ioni și particule neutre, respectiv. Li -l0 diferență în acest caz, este egală cu diferența dintre energia de ionizare a particulelor neutre eV (V - potențialul său de ionizare, e - sarcina unui electron) funcția de lucru a j suprafață și e.

o procese staționare de temperatura T: 1 - pentru cazul în care căldura li desorbtie ion. mai puțină căldură neutră desorbție particulelor l0; 2 - când li> l0. T0 - temperatura suprafeței prag de ionizare. ionizare la suprafață. "Alt =" Figura. 2. Caracteristica gradului de ionizare a suprafeței într-un proces staționar de temperatură T: 1 - pentru cazul în care căldura li desorbtie ion. mai puțină căldură neutră desorbție particulelor l0; 2 - când li> l0. T0 - temperatura de ionizare suprafață prag“.

Fig. 2. Caracteristica gradului de ionizare a suprafeței într-un proces staționar de temperatură T: 1 - pentru cazul în care căldura li desorbtie ion. mai puțină căldură neutră desorbție particulelor l0; 2 - când li> l0. T0 - temperatura suprafeței prag de ionizare.

Externă a câmpului electric E accelerează ionii de suprafață. Reduce li suma. la E <10 7 в/см это снижение D l = е = 3,8 × 10 -4 эв (E должно быть выражено в в/см). Соответственно растет a. Если li n 0. E la Ionizare Suprafață staționară reduce N și T0. Astfel, T0 la atomii Cs pe W la 1000 K la E = 10 4 V / cm este redusă la 300 ° K la E = 10 7 V / cm. Acest lucru oferă motive să ia în considerare fenomenul de evaporare și desorbției ionilor de câmpul electric la T scăzută ca Ionizare Surface tehnică experimentală modernă permite observarea particulelor la suprafață cu V de ionizare £ 10 si S ³ 0.6 in. Cu câmpul electric, aceste limite pot fi extinse în mod semnificativ.

Modelele de mai sus Surface Ionizare valid (verificat prin experiment) pentru suprafețe omogene. Cu toate acestea, în practică, de multe ori trebuie să se confrunte cu suprafețe neuniforme. în cazul în care L0. Li. j și N variază în diferite părți. În aceste cazuri, funcția unui T și E sunt stocate pentru unele l0 medie valori. li și j.

Ionizare de suprafață utilizate pe scară largă în surse de ioni pentru diferite scopuri, detectoare de particule sensibile, electroni pentru compensarea taxei volumetrice în convertoare termoionici. promițătoare pentru a crea un propulsoarele de plasmă. și ea stă la baza multor metode pentru a studia caracteristicile fizico-chimice ale suprafețelor de solide și de particule care interacționează cu acestea.

Lit. Zandberg E. Ya NI Ionov ionizării Surface. M. 1969.

De asemenea, puteți afla despre.