Читать «Большая Советская Энциклопедия (ПО)» онлайн - страница 19

  Лит.: Проблемы поверхностей выравнивания, М., 1964.

Поверхностная ионизация

Пове'рхностная иониза'ция, термическая (испарение) положительных (положительная П. и.) или отрицательных (отрицательная П. и.) ионов с поверхностей твёрдых тел. Чтобы эмиссия ионов при П. и. была стационарной, скорость поступления на поверхность соответствующих ионам атомов, молекул или (за счёт этих частиц из объёма тела или протекающей одновременно с П. и. ) должна равняться суммарной скорости десорбции ионов и нейтральных частиц. П. и. происходит и при собственном испарении твёрдых тел, например тугоплавких металлов.

  Количественной характеристикой П. и. служит степень П. и. a= n_i /n₀ , где n_i и n₀ — потоки одновременно десорбируемых одинаковых по химическому составу ионов и нейтральных частиц. n_i = CN exp (—l_i /kT ), a n₀ = DN exp (—l₀ /k T ), здесь k — , T — абсолютная температура поверхности, l_i 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 = .

  Внешнее электрическое поле Е, ускоряющее ионы с поверхности, снижает величину l_i . 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 l_i < l₀ и n_I > n₀ , Е при стационарной П. и. 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 П. и. Современная экспериментальная техника позволяет наблюдать П. и. частиц с V £ 10 в и S &sup3; 0.6 в . С помощью электрического поля эти пределы могут быть существенно расширены.

  Приведённые выше закономерности П. и. справедливы (подтверждены опытом) для однородных поверхностей. Однако на практике чаще приходится иметь дело с неоднородными поверхностями. на которых l₀ , l_i , j и N неодинаковы на различных участках. В таких случаях указанные зависимости a от Т и Е сохраняются для некоторых усреднённых значений l₀ , l_i и j.

  П. и. широко используется в различного назначения, в чувствительных детекторах частиц, для компенсации объёмного заряда электронов в , перспективна для создания , а также лежит в основе многих методов изучения физико-химических характеристик поверхностей твёрдых тел и взаимодействующих с ними частиц.