ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

Адсорбция цезия

Термоэлектронная эмиссия относится к поверхностным явле - иям. поэтому неудивительно, что частичное покрытие поверхности электрода цезием приводит к изменению работы выхода ф, точное значение которой будет висеть от степени покрытия 0.

В качестве примера на рис. 6.17 приведена кривая, демонстрирующая влия - ► іе степени покрытия поверхности вольфрама цезием на работу выхода (работа рьхода чистой поверхности вольфрама равна 4,52 эВ). Интересно отметить, что

• области 0 = 0,6 работа выхода вольфрамового электрода, покрытого цезием, w ‘ньше, чем работа выхода чистого цезия, которая равна 1,81 эВ. Минималь - м с значение работы выхода вольфрама, покрытого цезием, составляет 1,68 эВ, т о ниже работы выхода любого чистого металла. Комбинация вольфрам-цезий

являет свойства, характерные для эвтектики[10]).

* С тово «эвтектика» обычно применяют к сплаву, который имеет низшую точку плавления по

нению со всеми сплавами из тех же составляющих.

Степень покрытия зависит от температуры поверхности и давления па цезия. Чем выше температура, тем меньше степень покрытия. Следователь 0 имеет тенденцию быть более высокой на холодном эмиттере по сравнен с горячим коллектором.

Очевидно, что степень покрытия очень чувствительна к давлению паров и зия pCs. Изменение давления является основным способом достижения та, ч значения ф, которое заложено в конструкции прибора. Как мы видели, /?Cs мо но легко регулировать путем изменения температуры Тг резервуара с жидм цезием.

Соотношение между ф и 0 может представлять академический интерес, не стоит переоценивать его пользу для моделирования поведения плазменн диода, поскольку не существует простых способов измерения величины 6. Л. ше иметь зависимость ф от параметров, которые могут быть легко измерен Приближенная зависимость работы выхода типичного вольфрамового электро от отношения температуры электрода Т к температуре цезиевого резервуара Т имеющая приемлемую точность для значений Т/Тг> 2, но не воспроизводят минимум ф, который имеет место в окрестности этого значения, и полезная для общего моделирования и решения частных задач, имеет вид:

ф = 9,499 _ 9,9529т/тг + 4,2425(ГТг)[11] - 0,67592(ТTrf + 0,03709(Т/Тг)[12] . (53(

При использовании этой формулы необходимо соблюдать аккуратность, что­бы не получить значения ф, превышающие значение работы выхода для чисто вольфрама, равное 4,52 В. Если получены большие значения (что свидетельств'., гт о том, что вычисления проведены за рамками допустимого интервала), следгт принять значение ф равным 4,52 В независимо от отношения Т/Тг. Аналогичн для Т/Тг< 1,9 следует принимать ф равным 1,81 В.

Величина ф сильно зависит от отношения Т/ Тґ но вместе с тем она слабо зависит[13] от абсолютного значения Тг Поэтому приведенной выше формуле нельзя доверят при проведении точных расчетов в условиях, когда Тг сильно меняется.

Продолж. обозначений

4) JjC — ионный ток от коллектора к эмиттеру, являющийся результатом поверхно­стной ионизации цезия на коллекторе.

Как электронный, так и ионный ток относится к термоэмиссионным явлениям на электродах. Первый подчиняется закону Ричардсона, обсуждавшемуся выше, второй — закону, который мы выведем в одном из следующих параграфов. Только в условиях насыщения весь ток эмиссии достигает противоположного электрода. Для того чтобы от тичать ток насыщения, будем приписывать соответствующей величине подстрочный индекс «О». Например, ионный ток насыщения, генерируемый эмиттером, обозначим через /t0.

Ток через нагрузку описывается выражением

(54)

Гоки с коллектора на эмиттер будем называть обратной эмиссией.

от поверхности металла и фіоп < фг. Напомним, что «контакт» атома с горяч поверхностью фактически подразумевает, что атом расположен на некотор определенном расстоянии от поверхности.

Энергетический уровень свободного электрона

^

Уровень[

Ферми

ч — >

Одиночный атом цезия

Рис. 6.18. Энергетическая диаграмма атома вблизи поверхности

Не следует путать потенциал ионизации (3,89 эВ) цезия с его работой в хода (1,81 эВ). Первый представляет собой энергию, необходимую для тог чтобы внешний (валентный) электрон покинул атом, в то время как вт рая, равна энергии электрона проводимости, которая позволит ему покин твердое тело.