Трансформация потенциального барьера вблизи поверхности металла под действием электрического поля: а – без поля, б – в поле (F), в

Содержание

Слайд 2

Умножение Р на число электронов, приходящихся на единицу поверхности в единицу времени

Умножение Р на число электронов, приходящихся на единицу поверхности в единицу времени
дает плотность тока полевой эмиссии J. Строгое выражение для J было получено Фаулером и Нордгеймом. В сжатом виде уравнение Фаулера и Нордгейма можно переписать в виде

где a, b и c - постоянные , I - ток эмиссии, V – приложенный к металлу потенциал.

Очевидно, график ln(I/V 2) должен быть линеен, и его наклон пропорционален φ3/2 .

Слайд 3

Упрощенная схема полевого электронно-эмиссионного микроскопа (ПЭЭМ):
1 – охлаждаемая жидким азотом заостренная

Упрощенная схема полевого электронно-эмиссионного микроскопа (ПЭЭМ): 1 – охлаждаемая жидким азотом заостренная
металлическая игла,
2 – полупрозрачный люминесцентный экран,
3 - корпус вакуумной емкости,
4 – прозрачное окно для наблюдения и регистрации свечения.

Поле на поверхности заостренной иглы определяется выражением F=V/rk, где k - постоянная, равная ~ 5. При напряжении 104 В, приложенным между катодом и анодом, возникает полевая эмиссия, так как поле на такой заостренной игле составляет 109 ÷1010 В/см. Объект с линейными размерами σ на поверхности иглы увеличивается в x/r раз и возникает на экране с размером D (a и b – траектории движения электронов). Предел разрешения 2 нм.

Слайд 4

Полученное в полевом электронно-эмиссионном микроскопе изображение поликристаллического вольфрамового острия (увеличенное 105).

ПЭЭМ

Полученное в полевом электронно-эмиссионном микроскопе изображение поликристаллического вольфрамового острия (увеличенное 105). ПЭЭМ
изображение представляет собой карту проекции работы выхода электронов из кристаллографических плоскостей: проекцию плоскости {110}, расположенную в центре, и проекции четырех плоскостей {112}, расположенных симметрично вокруг нее. Плоскости {110} и {112} характеризуются более высокими значениями работы выхода, чем окружающие их плоскости, поэтому они проявляются в виде темных пятен на более ярком фоне, которые характеризуются более высокими значениями φ, чем окружающие их плоскости.

Изображение в ПЭЭМ чистой поверхности W

Слайд 5

Изображения «отдельных» молекул, адсорбированных на кончике вольфрамовой иглы, полученные с помощью ПЭЭМ:

Изображения «отдельных» молекул, адсорбированных на кончике вольфрамовой иглы, полученные с помощью ПЭЭМ:

а - медь-фталоцианин (его структурная формула - C32H16Cu - внизу рисунка);
б - флавантрен (его структурная формула C18H12N2O2- внизу рисунка).

Слайд 6

Схематическое изображение эмиссии электронов из молекулярных структур, адсорбированных на поверхности вольфрамового эмиттера,

Схематическое изображение эмиссии электронов из молекулярных структур, адсорбированных на поверхности вольфрамового эмиттера,
объясняющее образование изображений от «отдельных» молекул.

Слайд 7

Потенциальная энергия атома гелия:
а – изолированный атом,
б – изолированный атом

Потенциальная энергия атома гелия: а – изолированный атом, б – изолированный атом
внешнем электрическом поле,
в – изолированный атом вблизи положительно заряженной металлической поверхности (4 Å – оптимальное расстояние для автоионизации Не).

Полевая ионная микроскопия

Слайд 8

Схема перемещения и ионизации атома гелия вблизи поверхности положительно заряженной вольфрамовой иглы.

Схема перемещения и ионизации атома гелия вблизи поверхности положительно заряженной вольфрамовой иглы.
1- выступающие на краях кристаллографических плоскостей атомы, вблизи которых электрическое поле максимально.

Слайд 9

Сравнение смоделированных (а) и (б) ПИМ изображений кончика иглы W с экспериментальным

Сравнение смоделированных (а) и (б) ПИМ изображений кончика иглы W с экспериментальным
ПИМ изображением кончика W иглы (в), из которого ясно почему видимые в ПИМ отдельные атомы W расположены как бы в виде колец.

Слайд 10

ПИМ изображение с атомарным разрешением одного и того же участка кончика иглы

ПИМ изображение с атомарным разрешением одного и того же участка кончика иглы
из сплава Ni7Zr2:
а –до воздействия импульса электрического поля,
б - после воздействия импульса напряжения (стрелкой указано место, которое покинул атом под действием электрического поля).
Этот эффект используется в ПИМ с атомным зондом.

Полевое испарение атома в ПИМ

Имя файла: Трансформация-потенциального-барьера-вблизи-поверхности-металла-под-действием-электрического-поля:-а-–-без-поля,-б-–-в-поле-(F),-в.pptx
Количество просмотров: 102
Количество скачиваний: 0