TEKNOLOGISKE ANVENDELSER AF ELEKTRONISK EMISSION AF ATOMER - KEMI - 2025

De teknologiske anvendelser af den elektroniske emission af atomer produceres under hensyntagen til de fænomener, der forårsager udkast af en eller flere elektroner ud af et atom. Det vil sige, at en elektron skal forlade orbitalen, hvori den er stabil omkring atomens kerne, for at opnå dette.

For at et elektron skal fjernes fra det atom, som det hører til, skal det fjernes ved hjælp af visse teknikker, såsom påføring af en stor mængde energi i form af varme eller bestråling med stærkt energiske accelererede elektronstråler.

Anvendelse af elektriske felter, der har en kraft, der er meget større end den, der er relateret til stråler, og endda brugen af ​​lasere med stor intensitet og med en lysstyrke, der er større end soloverfladen, er i stand til at opnå denne elektronfjernende effekt.

Vigtigste teknologiske anvendelser af elektronisk emission af atomer

Der er flere mekanismer til at opnå den elektroniske emission af atomer, som afhænger af nogle faktorer, såsom det sted, hvor de elektroner, der udsendes, kommer fra, og den måde, hvorpå disse partikler har evnen til at bevæge sig for at krydse en potentiel barriere med dimensioner begrænset.

På lignende måde afhænger størrelsen af ​​denne barriere af egenskaberne ved det pågældende atom. I tilfælde af at opnå emissionen over barrieren, uanset dens dimensioner (tykkelse), skal elektronerne have nok energi til at overvinde den.

Denne mængde energi kan opnås gennem kollisioner med andre elektroner ved at overføre deres kinetiske energi, anvendelse af opvarmning eller absorption af lyspartikler kendt som fotoner.

På den anden side, når det ønskes at opnå emission under barrieren, skal den have den krævede tykkelse, så det er muligt for elektronerne at "passere" det gennem et fænomen kaldet tunneleringseffekten.

I denne idérækkefølge er mekanismerne til at opnå elektroniske emissioner beskrevet nedenfor, som hver følges af en liste med nogle af dens teknologiske applikationer.

Elektronemission efter felteffekt

Emissionen af ​​elektroner efter felteffekt sker ved anvendelse af store felter af en elektrisk type og med ekstern oprindelse. Blandt de vigtigste applikationer er:

- Produktion af elektroniske kilder, der har en vis lysstyrke til at udvikle elektronmikroskoper med høj opløsning.

- Fremskridt med forskellige typer elektronmikroskopi, hvor elektroner bruges til at skabe billeder af meget små kroppe.

- Fjernelse af inducerede belastninger fra køretøjer, der kører gennem rummet ved hjælp af belastningsneutralisatorer.

- Oprettelse og forbedring af materialer med små dimensioner, såsom nanomaterialer.

Termisk emission af elektroner

Den termiske emission af elektroner, også kendt som termionisk emission, er baseret på opvarmningen af ​​overfladen af ​​kroppen, der skal undersøges for at forårsage elektronisk emission gennem dens termiske energi. Det har mange applikationer:

- Produktion af højfrekvente vakuumtransistorer, der bruges inden for elektronikområdet.

- Oprettelse af pistoler, der kaster elektroner, til brug i instrumenter i videnskabelig klasse.

- Dannelse af halvledermaterialer, der har større modstand mod korrosion og forbedring af elektroderne.

- Effektiv konvertering af forskellige typer energi, f.eks. Solenergi eller termisk energi, til elektrisk energi.

- Brug af solstrålesystemer eller termisk energi til at generere røntgenstråler og bruge dem til medicinske anvendelser.

Elektronfotoemission og sekundær elektronemission

Elektronfotoemission er en teknik baseret på den fotoelektriske effekt, opdaget af Einstein, hvor materialets overflade bestråles med stråling af en bestemt frekvens til at overføre nok energi til elektronerne til at udvise dem fra nævnte overflade.

På samme måde sker den sekundære emission af elektroner, når overfladen af ​​et materiale bombarderes med primær-elektroner, der har en stor mængde energi, så disse overfører energi til den sekundære type elektroner, så de kan frigøres fra overflade.

Disse principper er blevet anvendt i mange studier, der har opnået blandt andet følgende:

- Konstruktion af fotomultiplikatorer, der bruges i fluorescens, laserscanningsmikroskopi og som detektorer for lave niveauer af lysstråling.

- Produktion af billedsensorenheder gennem omdannelse af optiske billeder til elektroniske signaler.

- Oprettelsen af ​​guldelektroskopet, der bruges til illustration af den fotoelektriske effekt.

- Opfindelsen og forbedring af nattsynsenheder til at intensivere billederne af et svagt oplyst objekt.

Andre apps

- Oprettelse af kulstofbaserede nanomaterialer til udvikling af elektronik i nanoskala.

- Hydrogenproduktion ved at adskille vand ved hjælp af fotoandes og fotokatoder fra sollys.

- Genereringen af ​​elektroder, der har organiske og uorganiske egenskaber til brug i en større række videnskabelige og teknologiske undersøgelser og anvendelser.

- Søgning efter sporing af farmakologiske produkter gennem organismer ved hjælp af isotopmærkning.

- Fjernelse af mikroorganismer fra stykker af stor kunstnerisk værdi for deres beskyttelse gennem anvendelse af gammastråler i deres bevarelse og restaurering.

- Produktion af energikilder til elektricitetssatellitter og skibe bestemt til det ydre rum.

- Oprettelse af beskyttelsessystemer til undersøgelser og systemer, der er baseret på brugen af ​​kernenergi.

- Påvisning af mangler eller ufuldkommenheder i materialer i det industrielle felt ved hjælp af røntgenstråler.

Referencer

1. Rösler, M., Brauer, W et al. (2006). Partikelinduceret elektronemission I. Gendannes fra books.google.co.ve
2. Jensen, KL (2017). Introduktion til fysik i elektronemission. Erhvervet fra books.google.co.ve
3. Jensen, KL (2007). Fremskridt inden for billeddannelse og elektronfysik: Elektronemissionsfysik. Gendannes fra books.google.co.ve
4. Cambridge Core. (Sf). Elektronemissionsmaterialer: Fremskridt, applikationer og modeller. Hentet fra cambridge.org
5. Britannica, E. (nd). Sekundær emission. Gendannes fra britannica.com