O que é um multiplicador de elétrons?

Um multiplicador de elétrons é um dispositivo que aumenta a taxa de emissão de elétrons de um fluxo de elétrons. Ele bombardeia um material emissivo com um fluxo de elétrons, fazendo com que o material emite elétrons. Cada elétron que atinge o material emissivo pode causar até três elétrons, multiplicando a taxa de emissão da corrente de elétrons.

O material emissivo normalmente é uma placa de metal e um multiplicador de elétrons geralmente contém uma série dessas placas. A aplicação de uma diferença de potencial elétrico entre placas sucessivas fará com que os elétrons emitidos da primeira placa saltem para a segunda placa, o que causa a emissão de mais elétrons da segunda placa. Esse processo continua por toda a série de placas, resultando na emissão de muito mais elétrons do que na corrente de elétrons iniciais. Um ânodo então coleta os elétrons produzidos pelo multiplicador de elétrons.

O efeito em cascata dos elétrons requer que tOs elétrons atingem o material emissivo com energia suficiente para induzir uma emissão secundária. Esse requisito permite que um multiplicador de elétrons funcione como um detector de íons. Um fluxo de fótons também pode causar a emissão de fótons, como no caso de um tubo fotomultiplicador. Este dispositivo separa cada superfície emissiva por uma série de ânodos conhecidos como dynodes. Uma série de resistores separa os dynodes um do outro, de modo que o potencial elétrico entre dynodes sucessivos é tipicamente +100 volts a +200 volts.

Essa estrutura requer que o material do eletrodo tenha uma alta resistência elétrica para mesclar a função de divisão de tensão com a função de emissão secundária. Um multiplicador de elétrons normalmente tem a forma de um funil e é construído de vidro. O funil de vidro tem um revestimento fino de alguma substância com uma capacidade limitada de conduzir eletricidade, conhecida como semicondutor.

tO multiplicador de elétrons recebe uma alta tensão negativa na extremidade larga do funil e uma tensão positiva baixa na extremidade estreita do funil. Essa configuração das tensões faz com que o funil emite elétrons de sua superfície, que depois se move da extremidade larga para a extremidade estreita do funil. Os elétrons viajam a uma curta distância antes de atingir a superfície do funil, causando a emissão de mais elétrons.

Um ânodo na extremidade estreita do funil coleta os elétrons. Esse arranjo é conhecido especificamente como um multiplicador de elétrons de canal único. Uma placa de microcanal é um tipo mais complexo de multiplicador de elétrons que usa uma matriz bidimensional de multiplicadores de elétrons de canal único.