التطبيقات التكنولوجية للانبعاث الذري الالكتروني
تحدث التطبيقات التكنولوجية للانبعاث الإلكتروني للذرات مع مراعاة الظواهر التي تسبب طرد إلكترون واحد أو أكثر خارج الذرة. أي أن يترك الإلكترون المدار الذي يكون فيه ثابتًا حول نواة الذرة ، هناك حاجة إلى آلية خارجية لتحقيق ذلك.
لكي يفصل الإلكترون نفسه عن الذرة التي ينتمي إليها ، يجب إزالته من خلال استخدام تقنيات معينة ، مثل تطبيق كمية كبيرة من الطاقة في شكل حرارة أو تشعيع مع أشعة إلكترون متسرعة للغاية.
إن تطبيق الحقول الكهربائية التي لها قوة أكبر بكثير من تلك المتعلقة بالأشعة ، وحتى استخدام أشعة الليزر ذات الكثافة العالية وبسطوع أكبر من السطح الشمسي قادر على تحقيق هذا المفعول مزيل الإلكترونات.
التطبيقات التكنولوجية الرئيسية للانبعاثات الإلكترونية للذرات
هناك العديد من الآليات لتحقيق الانبعاث الإلكتروني للذرات ، والتي تعتمد على بعض العوامل مثل المكان الذي تنبعث منه الإلكترونات والطريقة التي لديها هذه الجزيئات لديها القدرة على التحرك لعبور حاجز من الأبعاد المحتملة محدود.
وبالمثل ، فإن حجم هذا الحاجز يعتمد على خصائص الذرة في السؤال. في حالة تحقيق الانبعاثات فوق الحاجز ، بغض النظر عن أبعاده (سمك) ، يجب أن يكون للإلكترونات طاقة كافية للتغلب عليها.
يمكن الوصول إلى هذه الكمية من الطاقة عن طريق التصادم مع الإلكترونات الأخرى عن طريق نقل طاقتها الحركية ، أو تطبيق التدفئة أو امتصاص جزيئات الضوء المعروفة باسم الفوتونات.
من ناحية أخرى ، عندما يكون المطلوب هو تحقيق الانبعاث أسفل الحاجز ، يجب أن يكون لديه السُمك المطلوب حتى يتسنى للإلكترونات "المرور" عبر ظاهرة تسمى تأثير النفق.
في ترتيب الأفكار هذا ، فيما يلي آليات تحقيق الانبعاثات الإلكترونية ، وتتبع كل منها قائمة تحتوي على بعض تطبيقاتها التكنولوجية.
انبعاث الإلكترون بواسطة تأثير المجال
يحدث انبعاث الإلكترونات حسب تأثير المجال من خلال تطبيق حقول كبيرة من النوع الكهربائي والأصل الخارجي. من بين أهم تطبيقاتها ما يلي:
- إنتاج مصادر الإلكترون التي لها سطوع معين لتطوير المجاهر الإلكترونية عالية الدقة.
- تقدم الأنواع المختلفة من المجهر الإلكتروني ، حيث تستخدم الإلكترونات لإنتاج صور لأجسام صغيرة جدًا.
- التخلص من الأحمال المستحثة من المركبات التي تنتقل عبر الفضاء ، عن طريق محايدات التحميل.
- إنشاء وتحسين المواد ذات الأبعاد الصغيرة ، مثل المواد متناهية الصغر.
الانبعاث الحراري للإلكترونات
يعتمد الانبعاث الحراري للإلكترونات ، والمعروف أيضًا باسم الانبعاث الحراري ، على تسخين سطح الجسم المراد دراسته للتسبب في الانبعاثات الإلكترونية من خلال طاقته الحرارية. لديها العديد من التطبيقات:
- إنتاج الترانزستورات ذات التردد العالي ، والتي تستخدم في مجال الإلكترونيات.
- إنشاء البنادق التي تطرد الإلكترونات ، لاستخدامها في أجهزة الطبقة العلمية.
- تشكيل مواد أشباه الموصلات التي لديها مقاومة أكبر للتآكل وتحسين الأقطاب الكهربائية.
- التحويل الفعال لأنواع مختلفة من الطاقة ، مثل الطاقة الشمسية أو الحرارية ، إلى طاقة كهربائية.
- استخدام أنظمة الإشعاع الشمسي أو الطاقة الحرارية لتوليد الأشعة السينية واستخدامها في التطبيقات الطبية.
الإلكترون photoemission وانبعاث الإلكترون الثانوية
إن الإلكترون الضوئي هو تقنية تعتمد على التأثير الكهروضوئي ، اكتشفها أينشتاين ، حيث يتم تشعيع سطح المادة بإشعاع تردد معين ، لنقل الطاقة الكافية لطردها من الإلكترونات لطردها من السطح المذكور.
وبالمثل ، يحدث الانبعاث الثانوي للإلكترونات عندما يتم قصف سطح المادة بإلكترونات من النوع الأولي تحتوي على كمية كبيرة من الطاقة ، بحيث تقوم بنقل الطاقة إلى الإلكترونات من النوع الثانوي بحيث يمكن فصلها عن السطح.
تم استخدام هذه المبادئ في العديد من الدراسات التي حققت ، من بين أمور أخرى ، ما يلي:
- بناء المضاعفات الضوئية ، والتي تستخدم في المجهر الضوئي ، المسح الضوئي بالليزر وكاشفات لمستويات منخفضة من الإشعاع الضوئي.
- إنتاج أجهزة استشعار الصورة ، من خلال تحويل الصور البصرية إلى إشارات إلكترونية.
- إنشاء المكشاف الكهربائي الذهبي ، والذي يستخدم في الرسم التوضيحي للتأثير الكهروضوئي.
- اختراع وتحسين أجهزة الرؤية الليلية ، لتكثيف صور كائن غامض مضيئة.
تطبيقات أخرى
- إنشاء مواد متناهية الصغر من الكربون لتطوير الإلكترونيات على نطاق نانومتر.
- إنتاج الهيدروجين من خلال فصل الماء ، باستخدام الأنودات الضوئية وكاثودات الصور من أشعة الشمس.
- توليد الأقطاب الكهربائية التي لها خصائص العضوية وغير العضوية لاستخدامها في مجموعة متنوعة أكبر من التطبيقات البحثية والتكنولوجية.
- البحث عن تتبع المنتجات الدوائية من خلال الكائنات الحية من خلال وضع العلامات النظائر.
- القضاء على الكائنات الحية الدقيقة من قطع ذات قيمة فنية كبيرة لحمايتها من خلال تطبيق أشعة جاما في حفظها واستعادتها.
- إنتاج مصادر الطاقة لتشغيل الأقمار الصناعية والسفن المتجهة إلى الفضاء الخارجي.
- إنشاء أنظمة حماية للبحث والأنظمة القائمة على استخدام الطاقة النووية.
- اكتشاف العيوب أو العيوب في المواد في المجال الصناعي من خلال استخدام الأشعة السينية.
