В физике элементарных частиц вторичная эмиссия — это явление, при котором первичные падающие частицы достаточной энергии при ударе о поверхность или прохождении через какой-либо материал вызывают эмиссию вторичных частиц. Этот термин часто относится к эмиссии электронов , когда заряженные частицы, такие как электроны или ионы в вакуумной трубке, ударяются о металлическую поверхность; они называются вторичными электронами . [1] В этом случае количество вторичных электронов, испускаемых на одну падающую частицу, называется выходом вторичной эмиссии . Если вторичные частицы являются ионами, эффект называется вторичной ионной эмиссией . Вторичная электронная эмиссия используется в фотоэлектронных умножителях и усилителях изображения для усиления небольшого числа фотоэлектронов, производимых фотоэмиссией, что делает трубку более чувствительной. Это также происходит как нежелательный побочный эффект в электронных вакуумных трубках , когда электроны с катода ударяются об анод , и может вызвать паразитные колебания .
Обычно используемые вторичные эмиссионные материалы включают в себя:
В фотоумножительной трубке [2] один или несколько электронов испускаются из фотокатода и ускоряются в направлении полированного металлического электрода (называемого динодом ). Они ударяются о поверхность электрода с достаточной энергией, чтобы высвободить некоторое количество электронов посредством вторичной эмиссии. Эти новые электроны затем ускоряются в направлении другого динода, и процесс повторяется несколько раз, что приводит к общему усилению («электронное умножение») обычно порядка одного миллиона и, таким образом, генерирует электронно-обнаружимый импульс тока на последних динодах.
Подобные электронные умножители могут использоваться для обнаружения быстрых частиц, таких как электроны или ионы .
В 1930-х годах были разработаны специальные усилительные трубки, которые намеренно «сворачивали» электронный луч, заставляя его ударять по диноду, чтобы отражаться в анод. Это имело эффект увеличения расстояния между пластиной и сеткой для заданного размера трубки, увеличивая крутизну трубки и уменьшая ее коэффициент шума. Типичным таким «орбитальным пучковым гексодом» был RCA 1630, представленный в 1939 году. Поскольку сильный электронный ток в таких трубках быстро повреждал поверхность динода, их срок службы, как правило, был очень коротким по сравнению с обычными трубками. [3]
Первая компьютерная память с произвольным доступом использовала тип электронно-лучевой трубки , называемой трубкой Уильямса , которая использовала вторичную эмиссию для хранения битов на лицевой стороне трубки. Другая компьютерная память с произвольным доступом, основанная на вторичной эмиссии, была трубка Selectron . Обе они устарели с изобретением памяти на магнитных сердечниках .
Вторичная эмиссия может быть нежелательной, например, в тетроде термоэлектронной лампы (трубке). В этом случае положительно заряженная сетка экрана может ускорить поток электронов в достаточной степени, чтобы вызвать вторичную эмиссию на аноде ( пластине ). Это может привести к чрезмерному току сетки экрана. Это также частично отвечает за этот тип лампы (трубки), особенно ранних типов с анодами, не обработанными для уменьшения вторичной эмиссии, демонстрирующими характеристику « отрицательного сопротивления », которая может привести к тому, что трубка станет нестабильной. Этот побочный эффект можно было использовать, используя некоторые старые лампы (например, пентод типа 77) в качестве динатронных генераторов . Этот эффект был предотвращен путем добавления третьей сетки к тетроду, называемой сеткой-супрессором, для отталкивания электронов обратно к пластине. Эта трубка была названа пентодом .