Vad är en elektronmultiplikator?
En elektronmultiplikator är en enhet som ökar hastigheten för elektronemission från en elektronström. Det bombarderar ett emitterande material med en ström av elektroner, vilket får materialet att släppa ut elektroner. Varje elektron som slår mot det emitterande materialet kan göra att den släpper ut så många som tre elektroner och därmed multiplicerar utsläppshastigheten för elektronströmmen.
Det emitterande materialet är vanligtvis en metallplatta, och en elektronmultiplikator innehåller vanligtvis en serie av dessa plattor. Användningen av en elektrisk potentialskillnad mellan på varandra följande plattor kommer att göra att de utsända elektronerna från den första plattan hoppar till den andra plattan, vilket orsakar utsläpp av fler elektroner från den andra plattan. Denna process fortsätter genom hela serien av plattor, vilket resulterar i utsläpp av många fler elektroner än i den initiala elektronströmmen. En anod samlar sedan upp de elektroner som produceras av elektronmultiplikatorn.
Elektronernas övergripande effekt kräver att elektronerna slår ut det emitterande materialet med tillräcklig energi för att inducera en sekundär emission. Detta krav gör det möjligt för en elektronmultiplikator att fungera som en jondetektor. En fotonström kan också orsaka utsläpp av fotoner, som i fallet med ett fotomultiplikatorrör. Denna enhet separerar varje utsänd yta med en serie anoder kända som dynoder. En serie motstånd separerar dynoderna från varandra, så att den elektriska potentialen mellan på varandra följande dynoder typiskt är +100 volt till +200 volt.
Denna struktur kräver att elektrodmaterialet har ett högt elektriskt motstånd för att slå samman spänningsdelningsfunktionen med den sekundära emissionsfunktionen. En elektronmultiplikator har normalt en trattform och är konstruerad av glas. Glastratten har en tunn beläggning av något ämne med en begränsad förmåga att leda elektricitet, känd som halvledare.
Elektronmultiplikatorn får en hög negativ spänning vid den breda änden av tratten och en låg positiv spänning vid den smala änden av tratten. Denna konfiguration av spänningar gör att tratten avger elektroner från dess yta, som sedan rör sig från den breda änden till den smala änden av tratten. Elektronerna går ett kort avstånd innan de slår på tratten, vilket orsakar utsläpp av fler elektroner.
En anod vid trattens smala ände samlar elektronerna. Detta arrangemang är känt specifikt som en en-kanals elektronmultiplikator. En mikrokanalplatta är en mer komplex typ av elektronmultiplikator som använder en tvådimensionell grupp av en-kanals elektronmultiplikatorer.