Физическая энциклопедия - поверхностная ионизация

термич. десорбция (испарение) положительных (положит. П. и.) или отрицательных (отрицат. П. и.) ионов с поверхностей тв. тел. Чтобы эмиссия ионов при П. и. была стационарной, скорость поступления на поверхность соответствующих атомов, молекул или радикалов (за счёт диффузии этих ч-ц из объёма тела или протекающей одновременно с П.

и. адсорбции ч-ц из газовой фазы) должна равняться суммарной скорости десорбции ионов и нейтральных ч-ц. П. и. происходит и при собств. испарении тв. тел, напр. тугоплавких металлов. Количеств. хар-кой П. и. служит степень П. и. a=ni/n0, где ni; и n0потоки одновременно десорбируемых одинаковых по хим. составу ионов и нейтральных ч-ц (см. ЛЕНГМЮРА САХА УРАВНЕНИЕ).

Характер вз-ствия ч-ц с поверхностями представляют обычно в форме потенциальных кривых системы поверхность тв. тела ч-ца, выражающих зависимость энергии связи ч-цы с поверхностью V(х). от расстояния х между ними. На рис. 1 такие кривые, схематически изображены для нейтральной ч-цы А и положит. иона Аi. Расстояние хр соответствует равновесному состоянию ч-цы у поверхности, а глубины «потенциальных ям» li и l0 равны теплотам десорбции положит.

иона и нейтральной ч-цы соответственно. Переход с кривой А на кривую А; на расстоянии хВ®? от поверхности соответствует ионизации ч-цы с переводом освободившегося эл-на в тв. тело. Необходимая для этого энергия равна e(Ui-j); Ui ионизационный потенциал ч-цы, ej работа выхода; е заряд эл-на. Из рис. 1 непосредственно следует, что для положит. П. и. разность теплот десорбции в ионном и нейтральном состояниях (1i+-l0)=e(Ui-j). Аналогично для П. и. с образованием отрицат. иона (li--l0)=e(j-c), где ec энергия сродства к электрону ч-цы. Рис. 2. Характерные зависимости коэфф. поверхностной ионизации b (по оси ординат) в стационарных процессах от темп-ры Т.

П. и. наиболее эффективна для ч-ц с liUi или c>j. Коэфф. П. п. b=a/(1+a) для них уменьшается с ростом абс. темп-ры десорбции Т (рис. 2, кривая 1). При обратных неравенствах величина b увеличивается с возрастанием Т (рис. 2, кривая 2). Если при Т>Т0 соблюдается условие эффективной П. и. (lin0), то при Т= Т0 знак (l0-li) меняется, а b начинает скачкообразно падать до малых значений.

Т0 наз. температурным порогом П. и. Внеш. электрич. поле Е, ускоряющее поверхностные ионы, снижает величину li. При E .