Рис. 21.1. Схема исследования вторично-эмиссионных свойств изолированной диэлектрической мишени

6 и.

Энергия первичных электронов при подходе к диэлектрической мишени зависит только от разности потенплалов конечного и начального электродов на пути электронного пучка независимо от какого-либо ускорения или торможения пучка между этими электродами. В применении к рассматриваемой схеме (рис. 21.1) начальным электродом является катод прожектора 1, служащий источником первичного пучка электронов, а конечным - поверхность диэлектрической мишени 3. Поэтому энергия электронов, бомбардирующих поверхность мишени, будет равна:

mev2/2=e([/„-ад,

где V - скорость электрона при подходе к мишени; - потешщал мишени; t/ - потенциал катода прожектора. Если считать потенциал катода равным нулю, то

mevV2=eU. (21.1)

Основным процессом, определяющим работу запоминающей ЭЛТ, является вторичная электронная эмиссия с элемента поверхности диэлектрической мишени при облучении этого элемента пучком первичньгх. электронов. Вторичные электроны, выбитые с поверхности мишени, могут попасть на коллектор 2 или возвратиться на мишень. Возвращение вторичньгх электронов на мишень в подавляющем большинстве случаев является нежелательным фактором, так как происходит паразитный "засев" элементов мишени, проявляющийся в ввде шума на вьгходе запоминающей ЭЛТ или потери записанной информации.

Типичная для диэлектриков зависимость коэффициента вторичной эмиссии о от энергии первичньгх электронов или, в соответствии с равенством (21.1), от потенциала облучаемого элемента поверхности мишени кратко рассмотренная в § 18.2, представлена на рис. 21.2. С ростом потенциала мишени коэффициент вторичной эмиссии вначале возрастает, достигает своего максимального значения Ощах (ДЛя применяемьгх в этих случаях диэлектрических материалов, как прави-

ло, Oyniix > о. а затем начинает уменьшаться. В связи с этим на кривой а = f{U имеются точки А -я В, для которых о = 1. Потенциалы, соответствующие этим точкам, носят название первого критического кр1 и второго критического Скра потенциалов. Весь диапазон изменения потенциалов мишени можно разбить на три области (рис. 21.2). В области / 0<и< г7кр1> в области 1/кр1 < м < кр2. в области Ш > Ujp2- Если запоминающая трубка работает при потенциалах мишени, соответствующих области /, то такой режим работы носит название режима медленных электронов, а при потенциалах, соответствующих областям II, III, - режима быстрых электронов. Следует отметить, что режим работы прибора, соответствующий области III, является не характерным- запоминающие трубки, как правило, в этом режиме не работают.

Электроны первичного пучка, попадая на мишень, вносят на нее отрицательный электрический заряд qi =-11, где t - время облучения элемента мишени первичным электронным пучком, а знак минус в этом вьфажении означает появление отрицательного заряда на мишени. В то же время выбиваемые вторичные электроны уносят с поверхности мишени отрицательный электрический заряд, заряжая ее положительно на заряд q2 = It. Суммарное изменение заряда на облучаемом элементе мишени

Так как I2 = oli, то

(21.2)

Изменение заряда облучаемого участка мишени приводит к изменению ее потенциала:

AU = Aq/C =Iitio- 1)/С, (21.3)

где С - емкость участка мишени относительно всех других электродов рассматриваемой схемы.

Анализ (21.3) показывает, что" знак изменения потенциала зависит от значения коэффициента вторичной эмиссии. Действительно, если

о < 1, то на мишень приходит больше первичных электронов, чем уходит от нее вторичных, вследствие чего на мишени накапливается отрицательный электрический заряд, что ведет к уменьшению ее потенциала, т. е. AU < 0. Если о > 1, то, наоборот, количество вторичных электронов больше первичных, мишень получает положительный электрический заряд и ее потенциал при облучении увеличивается, т. е. At/> 0. (Здесь следует учитьшать, что значение о зависит от потенциала мишени, т. е. изменяется при облучении.)

На кривой о =f(U), в точках А п В о = 1. Из (21-3) следует, что если потенциал поверхности мишени перед облучением бьш равен tKpi или Ujp2, то облучение мишени первичным электронным пучком не вызывает изменения заряда ее поверхности, так как число первичньгх электронов равно числу вторичных. Поэтому для этих точек AU = О, т. е. потенциал мишени не изменяется.

Для области / (рис. 21.2) в соответствии с (21.3) потенциал облучаемого элемента будет уменьшаться (так как AU < 0). При достаточно большом значении произведения /11 потенциал облучаемого элемента сравняется с потенциалом катода и первичные электроны, не достигая мишени, будут уходить на коллектор или на другие электроды системы, потенциал которых вь;ше потенциала катода.

Таким образом, в режиме медленных электронов потенциал облучаемого элемента диэлектрической мишени уменьшается, а при достаточном значении произведения lit становится близким к потенциалу катода и далее не изменяется. Из-за наличия начальных скоростей электронов, испускаемых катодом, конечный потенциал мишени будет на 0,2- 0,5 В ниже потещиала катода.

Для области на облучаемом элементе мишени будет накапливаться положительный заряд, а потенциал этого элемента будет увеличиваться, так как в соответствии с (21.3) AU> 0. Покажем, что при значительном значении произведения потенциал облучаемого элемента мишени сравняется с вторым критическим потенциаиом /кр2- Для этого рассмотрим процессы, характерные для области Ш. В этой области > 7кр2. а о < 1, поэтому потенциал облучаемого элемента будет уменьшаться до тех пор, пока не сравняется со вторым критическим потенциалом и дальнейшее уменьшение потенциала облучаемого элемента будет невозможно. В противном случае произошел бы переход в область Я, в которой потенциал облучаемого элемента, как бьшо сказано выше, должен увеличиваться, сдвигаясь в сторону Up2, причем при достижении этого потенциала зарядка облучаемого элемента должна прекратиться, так как произойдет переход уже в область Щ, в которой изменение потенциала направлено в противоположную сторону, и т. д.

Таким образом, в режиме быстрых электронов (области и Ш на рис. 21.2) потенциал облучаемого элемента мишени сдвигается в сторону второго критического потенциала £/кр2. в области II потенциал