|
Автоэлектронную эмиссию можно наблюдать в хорошо откачанной вакуумной трубке, катодом которой служит острие, а анодом - обычный электрод с плоской или мало изогнутой поверхностью. Напряженность электрического поля на поверхности острия с радиусом кривизны r и потенциалом U относительно анода равна
...
При r ~ 10-2 мм и U ~ 103 В E ~ 106 В/см, что приведет к появлению слабого тока, обусловленного автоэлектронной эмиссией с поверхности катода. Сила эмиссионного тока быстро нарастает с повышением разности потенциалов U. При этом катод специально не разогревается, поэтому эмиссия и называется холодной.
С помощью автоэлектронной эмиссии принципиально возможно получение плотности тока 106 - 108 А/см2, но для этого нужны эмиттеры в виде совокупности большого числа микроострий, идентичных по форме, что практически невозможно, и, кроме того, увеличение тока до 108 А/см2 приводит к взрывообразному разрушению микроострий и всего эмиттера.
Плотность тока АЭЭ в условиях влияния объемного заряда равна (закон Чайльда - Ленгмюра)
...
где ... - коэффициент пропорциональности, определяемый геометрией и материалом катода.
Проще говоря, закон Чайльда - Ленгмюра показывает, что плотность тока пропорциональна E3/2 (закон трех вторых).
Током автоэлектронной эмиссии при концентрации энергии в микрообъемах катода до 104 Дж·м-1 и более (при общей энергии 10-8 Дж) может инициироваться качественно иной вид эмиссии, обусловленный взрывом микроострий на катоде (рис. 1.8.12).
При этом появляется ток электронов, который на порядки превосходит начальный ток - наблюдается взрывная электронная эмиссия (ВЭЭ). ВЭЭ была открыта и изучена в Томском политехническом институте в 1966 г. коллективом сотрудников под руководством Г.А. Месяца.
ВЭЭ - это единственный вид электронной эмиссии, позволяющий
получить потоки электронов мощностью до 1013 Вт с плотностью тока до 109 А/см2.
Ток ВЭЭ необычен по структуре. Он состоит из отдельных порций
электронов 1011-1012 штук, имеющих характер электронных лавин,
|
