Hvad er en elektronmultiplikator?

En elektronmultiplikator er en enhed, der øger hastigheden for elektronemission fra en elektronstrøm. Det bombarderer et udsendt materiale med en strøm af elektroner, hvilket får materialet til at udsende elektroner. Hver elektron, der rammer det emitterende materiale, kan få det til at udsende så mange som tre elektroner, og således multiplicere emissionsstrømmen for elektronstrømmen.

Det udsendende materiale er typisk en metalplade, og en elektronmultiplikator indeholder normalt en række af disse plader. Anvendelsen af ​​en elektrisk potentialeforskel mellem successive plader vil få de udsendte elektroner fra den første plade til at hoppe til den anden plade, hvilket medfører udsendelse af flere elektroner fra den anden plade. Denne proces fortsætter gennem hele række af plader, hvilket resulterer i emission af mange flere elektroner end i den indledende elektronstrøm. En anode opsamler derefter elektronerne produceret af elektronmultiplikatoren.

Den elektriske cascading-effekt kræver, at elektronerne slår det emitterende materiale med tilstrækkelig energi til at inducere en sekundær emission. Dette krav tillader en elektronmultiplikator at fungere som en iondetektor. En fotonstrøm kan også forårsage emission af fotoner, som for et fotomultiplikatorrør. Denne enhed adskiller hver emitterende overflade med en række anoder kendt som dynoder. En række modstande adskiller dynoderne fra hinanden, således at det elektriske potentiale mellem successive dynoder typisk er +100 volt til +200 volt.

Denne struktur kræver, at elektrodematerialet har en høj elektrisk modstand for at flette spændingsdelingsfunktionen med den sekundære emissionsfunktion. En elektronmultiplikator har typisk formen af ​​en tragt og er konstrueret af glas. Glasstragten har en tynd belægning af noget stof med en begrænset evne til at lede elektricitet, kendt som en halvleder.

Elektronmultiplikatoren modtager en høj negativ spænding ved den brede ende af tragten og en lav positiv spænding ved den smalle ende af tragten. Denne konfiguration af spænding får tragten til at udsende elektroner fra dens overflade, der derefter bevæger sig fra den brede ende til den smalle ende af tragten. Elektronerne kører en kort afstand, før de rammer tragtenes overflade, hvilket medfører udsendelse af flere elektroner.

En anode i den smalle ende af tragten opsamler elektronerne. Dette arrangement er kendt specifikt som en en-kanals elektronmultiplikator. En mikrokanalplade er en mere kompleks type elektronmultiplikator, der bruger en todimensionel række enkeltkanals elektronmultiplikatorer.