Co je elektronový multiplikátor?
Elektronový multiplikátor je zařízení, které zvyšuje rychlost elektronové emise proudu elektronů. Bombarduje emisní materiál proudem elektronů a způsobuje, že materiál emituje elektrony. Každý elektron, který udeří do emisního materiálu, může způsobit, že bude emitovat až tři elektrony, čímž se vynásobí emisní rychlost proudu elektronů.
Emisní materiál je typicky kovová deska a multiplikátor elektronů obvykle obsahuje řadu těchto desek. Použití rozdílu elektrického potenciálu mezi po sobě jdoucími deskami způsobí, že emitované elektrony z první desky skočí na druhou desku, což způsobí emisi více elektronů z druhé desky. Tento proces pokračuje celou řadou desek, což vede k emisi mnohem více elektronů, než byly v počátečním elektronovém proudu. Anoda pak shromažďuje elektrony produkované elektronovým multiplikátorem.
Kaskádový efekt elektronů vyžaduje, aby elektrony zasáhly emisní materiál dostatečnou energií k vyvolání sekundární emise. Tento požadavek umožňuje, aby multiplikátor elektronů fungoval jako detektor iontů. Tok fotonů může také způsobit emisi fotonů, jako v případě fotonásobičové trubice. Toto zařízení odděluje každý emisní povrch řadou anod známých jako dynody. Řada rezistorů odděluje dynody od sebe navzájem, takže elektrický potenciál mezi po sobě jdoucími dynody je obvykle +100 voltů až +200 voltů.
Tato struktura vyžaduje, aby materiál elektrody měl vysoký elektrický odpor pro sloučení funkce dělení napětí s funkcí sekundární emise. Elektronový multiplikátor má obvykle tvar trychtýře a je vyroben ze skla. Skleněný trychtýř má tenký povlak některé látky s omezenou schopností vést elektřinu, známý jako polovodič.
Elektronový multiplikátor přijímá vysoké záporné napětí na širokém konci nálevky a nízké kladné napětí na úzkém konci nálevky. Tato konfigurace napětí způsobuje, že trychtýř vyzařuje elektrony ze svého povrchu, které se pak pohybují od širokého konce k úzkému konci trychtýře. Elektrony cestují na krátkou vzdálenost, než dopadnou na povrch trychtýře, což způsobí emisi dalších elektronů.
Anoda na úzkém konci nálevky shromažďuje elektrony. Toto uspořádání je známo konkrétně jako jednokanálový elektronový multiplikátor. Mikrokanálová deska je složitější typ multiplikátoru elektronů, který používá dvojrozměrné pole jednokanálových multiplikátorů elektronů.