Адсорбция цезия
Термоэлектронная эмиссия относится к поверхностным явле-
иям. поэтому неудивительно, что частичное покрытие поверхности электрода цезием приводит к изменению работы выхода ф, точное значение которой будет івисеть от степени покрытия 0.
В качестве примера на рис. 6.17 приведена кривая, демонстрирующая влия — е степени покрытия поверхности вольфрама цезием на работу выхода (работа хода чистой поверхности вольфрама равна 4,52 эВ). Интересно отметить, что области 0 = 0,6 работа выхода вольфрамового электрода, покрытого цезием, іьше, чем работа выхода чистого цезия, которая равна 1,81 эВ. Минималь-
о ниже работы выхода любого чистого металла. Комбинация вольфрам-цезий являет свойства, характерные для эвтектики0.
С тово «эвтектика» обычно применяют к сплаву, который имеет низшую точку плавления по нению со всеми сплавами из тех же составляющих.
Степень покрытия зависит от температуры поверхности и давления па цезия. Чем выше температура, тем меньше степень покрытия. Следователь!
0 имеет тенденцию быть более высокой на холодном эмиттере по сравнеї с горячим коллектором.
Очевидно, что степень покрытия очень чувствительна к давлению паров ц зия pCs. Изменение давления является основным способом достижения так значения ф, которое заложено в конструкции прибора. Как мы видели, pCs мо но легко регулировать путем изменения температуры Тг резервуара с жиды цезием.
Соотношение между ф и 0 может представлять академический интерес, не стоит переоценивать его пользу для моделирования поведения плазменн диода, поскольку не существует простых способов измерения величины 6. Л. ше иметь зависимость ф от параметров, которые могут быть легко измерен Приближенная зависимость работы выхода типичного вольфрамового электро от отношения температуры электрода Т к температуре цезиевого резервуара Т имеющая приемлемую точность для значений Т/Тг> 2, но не воспроизводят: минимум ф, который имеет место в окрестности ЭТОГО значения. И полезная Л_и1 общего моделирования и решения частных задач, имеет вид:
ф = 9,499 _ 9,9529 т/тг + 4,2425 (ТТг)[19] [20] [21] [22] — 0,67592 (Т Trf + 0,03709 (Т/ Тг)[23] . (53 J
При использовании этой формулы необходимо соблюдать аккуратность, чт н бы не получить значения ф, превышающие значение работы выхода для чисто вольфрама, равное 4,52 В. Если получены большие значения (что свидетельствует о том, что вычисления проведены за рамками допустимого интервала), следует принять значение ф равным 4,52 В независимо от отношения Т/Тг. Аналогичн для Т/Тг< 1,9 следует принимать ф равным 1,81 В.
Величина ф сильно зависит от отношения Т/ Тґ но вместе с тем она слабо завиєш от абсолютного значения Тг Поэтому приведенной выше формуле нельзя доверят при проведении точных расчетов в условиях, когда Т сильно меняется.
Продолж. обозначений
4) JiC — ионный ток от коллектора к эмиттеру, являющийся результатом поверхностной ионизации цезия на коллекторе.
Как электронный, так и ионный ток относится к термоэмиссионным явлениям на электродах. Первый подчиняется закону Ричардсона, обсуждавшемуся выше, второй — закону, который мы выведем в одном из следующих параграфов. Только в условиях насыщения весь ток эмиссии достигает противоположного электрода. Для того чтобы от тичать ток насыщения, будем приписывать соответствующей величине подстрочный индекс «О». Например, ионный ток насыщения, генерируемый эмиттером, обозначим через /t0.
Ток через нагрузку описывается выражением
(54)
Гоки с коллектора на эмиттер будем называть обратной эмиссией. [24] [25]
от поверхности металла и фіоп < фг. Напомним, что «контакт» атома с горяч поверхностью фактически подразумевает, что атом расположен на некотор определенном расстоянии от поверхности.
— ‘
Уровень
Ферми
Одиночный атом цезия
Рис. 6.18. Энергетическая диаграмма атома вблизи поверхности
Не следует путать потенциал ионизации (3,89 эВ) цезия с его работой в хода (1,81 эВ). Первый представляет собой энергию, необходимую для тог чтобы внешний (валентный) электрон покинул атом, в то время как вт рая, равна энергии электрона проводимости, которая позволит ему покин твердое тело.