Работа выхода неоднородных поверхностейПоверхности реальных эмиттеров практически неоднородны. Поверхность поликристаллических эмиттеров представляет собой чередование различных граней монокристаллов, обладающих разными значениями работ выхода и, следовательно, разными адсорбционными характеристиками. Кроме того, грани кристаллов могут иметь дефекты структур, такие, как выходы дислокаций. Помимо структурной неоднородности на поверхности реального эмиттера могут возникнуть неоднородности вследствие адсорбции чужеродных атомов из межэлектродного пространства или же из объема эмиттера вследствие выхода различных примесей по границам граней. В результате неоднородности при покрытиях поверхности эмиттера слоем адсорбента, меньшим монослойного, распределение адсорбированных частиц на поверхности эмиттера оказывается неравномерным. Адсорбированные частицы скапливаются на участках эмиттера, обладающих большими значениями теплот адсорбции, и образуют «пятна», остальная часть эмиттера оказывается свободный от адсорбированных частиц. Каждое «пятно» характеризуется локальным значением работы выхода. Если адсорбирующиеся атомы по своей природе отличаются от атомов материала эмиттера (подложки), то различия в локальных работах выхода пятен и свободных участков эмиттера могут быть значительными.В результате между этими участками возникает контактная разность потенциалов (поле пятен), частично можно представить это, как пруд на приусадебном участке. Некоторое влияние на электроны эмиссии поле пятен оказывает лишь на расстояниях от поверхности, сравнимых с размерами пятен. С увеличением расстояния напряженность поля пятен убывает. Эксперименты показали, что при адсорбции цезия на поверхности тугоплавкого металла размеры пятен порядка 10 в 4 степени (см). Если внешнее электрическое поле отсутствует, то при расстояниях от поверхности, много больших размеров пятен, пятнистая поверхность будет характеризоваться не локальными работами выхода, а некоторой средней работой выхода. В соответствии с этим, если расстояние между электродами много больше размеров пятен, то плотность эмиссионного тока насыщения с поверхности эмиттера зависит от средней работы выхода. При наличии внешнего электрического поля картина может существенно изменяться. Если внешнее, ускоряющее электроны поле достаточно велико, так что напряженность этого поля непосредственно у поверхности превышает напряженность поля пятен, то электроны, эмиттированные пятно не будут замечать соседнего участка. Вследствие сильной зависимости эмиссионного тока от работы выхода при наличии ускоряющего внешнего поля практически вся эмиссия пойдет с участков поверхности. |
||
