Elektron çarpanı - Electron multiplier

Ayrık ve sürekli elektron çarpanları arasındaki zıt farklar.

Bir elektron çarpanı , gelen yükleri çoğaltan bir vakum tüp yapısıdır. İkincil emisyon adı verilen bir süreçte , tek bir elektron , ikincil emisyonlu malzemeye bombardıman edildiğinde, kabaca 1 ila 3 elektron emisyonuna neden olabilir . Bu metal levha ile bir diğeri arasına bir elektrik potansiyeli uygulanırsa, yayılan elektronlar bir sonraki metal levhaya hızlanır ve daha fazla elektronun ikincil emisyonunu indükler . Bu, birkaç kez tekrarlanabilir, tümü bir metal anot tarafından toplanan ve tümü yalnızca bir tanesi tarafından tetiklenen büyük bir elektron yağmuru ile sonuçlanır.

Tarih

1930'da Rus fizikçi Leonid Aleksandrovitch Kubetsky , cihaz aracılığıyla elektrik potansiyelini artırarak ikincil elektronları çıkarmak için tek bir tüpte dinodlarla veya ikincil elektron yayıcılarla birleştirilmiş fotokatotları kullanan bir cihaz önerdi . Elektron çarpanı, σ katsayısını kullanan ve n'nin emitörlerin sayısı olduğu bir σ n kazancı yaratan toplamda herhangi bir sayıda dinotu kullanabilir .

ayrık dinot

İkincil elektron emisyonu, bir elektron bir vakum odası içindeki bir dinota çarptığında ve daha fazla dinoda basamaklanan elektronları çıkardığında ve işlemi tekrar ettiğinde başlar. Dinotlar, bir elektron bir sonrakine her çarptığında, son dinottan yaklaşık 100 elektron Voltluk bir artışa sahip olacak şekilde kurulur. Bu kullanmanın bazı avantajları piko bir tepki süresi, yüksek hassasiyet ve yaklaşık 10 arasında bir elektron alma bulunmaktadır 8 elektron.

Ayrık elektron çarpanı

sürekli dinot

Sürekli bir dinod sistemi, ince bir yarı iletken malzeme filmi ile kaplanmış boynuz şeklinde bir cam huni kullanır. Elektrotlar, ikincil emisyona izin vermek için artan dirence sahiptir. Sürekli dinotlar, daha geniş uçta negatif bir yüksek voltaj kullanır ve dar uçta pozitif bir zemine yakın noktaya gider. Bu türden ilk cihaza Kanal Elektron Çarpanı (CEM) adı verildi. 106 elektronluk bir kazanç elde etmek için CEM'ler 2-4 kilovolt gerektiriyordu .

Sürekli dinot elektron çarpanı

mikro kanal plakası

Sürekli dinotlu elektron çoğaltıcının başka bir geometrisi, mikro kanal plakası (MCP) olarak adlandırılır . Birlikte oluşturulmuş ve paralel olarak güç verilmiş, çok küçük sürekli dinotlu elektron çoğaltıcılarının 2 boyutlu paralel dizisi olarak düşünülebilir. Her mikrokanal genellikle paralel duvarlıdır, konik veya huni benzeri değildir. MCP'ler kurşun camdan yapılmıştır ve her elektrot arasında 10 9 Ω'luk bir direnç taşır . Her kanalın çapı 10-100 µm'dir. Bir mikro kanal plakası için elektron kazancı yaklaşık 10 4 - 10 7 elektron olabilir.

MikrokanalplakaSıkıntılı

Uygulamalar

Enstrümanlar

Olarak , kütle spektrometrisi , elektron çarpanları genellikle bir tür kütle analizörü ile ayrılmış olan iyonların bir detektör olarak kullanılır. Sürekli dinot tipi olabilirler ve kavisli boynuz benzeri huni şekline sahip olabilirler veya bir fotoçoğaltıcıda olduğu gibi ayrı dinotlara sahip olabilirler . Sürekli dinot elektron çoğaltıcıları da NASA görevlerinde kullanılır ve bilim adamlarının Satürn'ün en büyük ayı olan Titan'da bulunan gazların miktarını ve türlerini belirlemesine olanak tanıyan bir gaz kromatografi kütle spektrometresine ( GC-MS ) bağlanır .

Gece görüşü

Gece görüş gözlüklerinde de mikro kanal plakaları kullanılmaktadır. Elektronlar milyonlarca kanala çarptığında binlerce ikincil elektronu serbest bırakırlar. Bu elektronlar daha sonra büyütüldükleri ve tekrar ışığa dönüştürüldükleri bir fosfor ekranına çarpar. Ortaya çıkan görüntü orijinali düzenler ve MCP'ye voltaj sağlamak için yalnızca küçük bir pil takımı kullanırken karanlıkta daha iyi görüş sağlar.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar