Hva er en elektronmultiplikator?
En elektronmultiplikator er en enhet som øker hastigheten for elektronutslipp fra en elektronstrøm. Det bombarderer et utsendt materiale med en strøm av elektroner, og får materialet til å sende ut elektroner. Hvert elektron som slår ut det emitterende materialet kan føre til at det avgir så mange som tre elektroner, og dermed multipliserer utslippshastigheten til elektronstrømmen.
Det emitterende materialet er vanligvis en metallplate, og en elektronmultiplikator inneholder vanligvis en serie av disse platene. Påføringen av en elektrisk potensialforskjell mellom påfølgende plater vil føre til at de utsendte elektronene fra den første platen hopper til den andre platen, noe som fører til at utslippet av flere elektroner fra den andre platen. Denne prosessen fortsetter gjennom hele serien med plater, noe som resulterer i utslipp av mange flere elektroner enn i den innledende elektronstrømmen. En anode samler deretter elektronene produsert av elektronmultiplikatoren.
Den elektriske effekten av elektroner krever at elektronene slår ut det utsendende materialet med tilstrekkelig energi til å indusere en sekundær emisjon. Dette kravet gjør at en elektronmultiplikator kan fungere som en ionedetektor. En fotonstrøm kan også forårsake utslipp av fotoner, som for et fotomultiplikatorrør. Denne enheten skiller hver emitterende overflate med en serie anoder kjent som dynoder. En serie motstander skiller dynodene fra hverandre, slik at det elektriske potensialet mellom suksessive dynoder typisk er +100 volt til +200 volt.
Denne strukturen krever at elektrodematerialet har en høy elektrisk motstand for å slå sammen spenningsdelingsfunksjonen med den sekundære emisjonsfunksjonen. En elektronmultiplikator har vanligvis formen som en trakt og er konstruert av glass. Glasstrakten har et tynt belegg av noe stoff med en begrenset evne til å lede strøm, kjent som en halvleder.
Elektronmultiplikatoren mottar en høy negativ spenning i den brede enden av trakten og en lav positiv spenning ved den trange enden av trakten. Denne konfigurasjonen av spenninger fører til at trakten sender ut elektroner fra overflaten, som deretter beveger seg fra den brede enden til den trange enden av trakten. Elektronene kjører et lite stykke før de treffer overflaten av trakten, og forårsaker utslipp av flere elektroner.
En anode i den trange enden av trakten samler elektronene. Dette arrangementet er kjent som en en-kanals elektronmultiplikator. En mikrokanalplate er en mer sammensatt type elektronmultiplikator som bruker en todimensjonal rekke enkeltkanals elektronmultiplikatorer.