ATOMIEN ELEKTRONISEN PÄÄSTÖN TEKNOLOGISET SOVELLUKSET - KEMIA - 2026

Tekniset sovellukset sähköisen päästöjen atomien valmistetaan ottaen huomioon ilmiöt, jotka aiheuttavat poisto yhden tai useamman elektroneja pois atomin. Toisin sanoen, jotta elektron voi poistua kiertoradalta, jossa se on vakaa atomin ytimen ympärillä, tarvitaan ulkoinen mekanismi tämän saavuttamiseksi.

Jotta elektroni voidaan irrottaa atomista, johon se kuuluu, se on poistettava tietyillä tekniikoilla, kuten levittämällä suuri määrä energiaa lämmön muodossa tai säteilyttämällä voimakkaasti kiihtyneillä elektronisäteillä.

Sähkökenttien käyttö, joilla on paljon suurempi voima kuin säteisiin verrattuna, ja jopa sellaisten laserien käyttö, joilla on suuri intensiteetti ja kirkkaus suurempi kuin aurinkopinnan, kykenevät saavuttamaan tämän elektroneja poistavan vaikutuksen.

Atomien elektronisen päästön tärkeimmät teknologiset sovellukset

Atomien elektronisen päästön saavuttamiseksi on olemassa useita mekanismeja, jotka riippuvat joistakin tekijöistä, kuten paikasta, josta elektronit emittoivat, ja tavasta, jolla nämä hiukkaset kykenevät liikkumaan ylittämään mahdollisen mittasuhteen. rajallinen.

Samoin tämän esteen koko riippuu kyseisen atomin ominaisuuksista. Tapauksessa, jossa päästö saavutetaan esteen yläpuolella, riippumatta sen mitoista (paksuus), elektronilla on oltava tarpeeksi energiaa sen voittamiseksi.

Tämä energiamäärä voidaan saavuttaa törmäyksissä muiden elektronien kanssa siirtämällä niiden kineettistä energiaa, käyttämällä lämmitystä tai absorboimalla fotoneiksi kutsuttuja valohiukkasia.

Toisaalta, kun halutaan saavuttaa emissiota esteen alapuolella, sen on oltava vaadittu paksuus, jotta elektronit voivat "kulkea" sen läpi tunnelointiefektiksi kutsuttuun ilmiöön.

Tässä ideajärjestyksessä jäljempänä kuvataan yksityiskohtaisesti mekanismit elektronisten päästöjen aikaansaamiseksi, ja kutakin niistä seuraa luettelo eräistä sen teknologisista sovelluksista.

Elektronien emissio kenttävaikutuksen mukaan

Elektronien säteily kentävaikutuksen mukaan tapahtuu soveltamalla suuria sähkötyyppisiä ja ulkoisen alkuperän kenttiä. Tärkeimpiä sovelluksia ovat:

- Tietyn kirkkauden omaavien elektronilähteiden tuotanto korkearesoluutioisten elektronimikroskooppien kehittämiseksi.

- Erityyppisten elektronimikroskopioiden eteneminen, joissa elektroneja käytetään kuvien luomiseen hyvin pienistä kappaleista.

- Avaruuden kautta kulkevien ajoneuvojen aiheuttamien indusoitujen kuormien poistaminen kuorman neutraloivien aineiden avulla.

- Pienten mittojen materiaalien, kuten nanomateriaalien, luominen ja parantaminen.

Elektronien lämpöerotus

Elektronien lämpöerotus, joka tunnetaan myös nimellä termioninen emissio, perustuu tutkittavan kehon pinnan kuumenemiseen aiheuttamaan elektronista säteilyä lämpöenergiansa kautta. Sillä on monia sovelluksia:

- Elektroniikan alalla käytettävien korkeataajuisten tyhjiötransistorien tuotanto.

- Elektroneja heittävien aseiden luominen tieteellisen luokan instrumentointiin.

- Puolijohdemateriaalien muodostuminen, joilla on parempi korroosionkestävyys ja elektrodien paraneminen.

- Eri tyyppisten energioiden, kuten aurinko- tai lämpöenergian, tehokas muuntaminen sähköenergiaksi.

- Auringonsäteilyjärjestelmien tai lämpöenergian käyttö röntgenkuvien tuottamiseksi ja käyttämiseksi lääketieteellisissä sovelluksissa.

Elektronien fotoemisio ja sekundaarinen elektroniemissio

Elektronien fotoemisio on Einsteinin löytämä valosähkövaikutukseen perustuva tekniikka, jossa materiaalin pinta säteilytetään tietyn taajuuden säteilyllä, jotta se välittää elektronille tarpeeksi energiaa karkottaakseen ne mainitulta pinnalta.

Samalla tavalla elektronien sekundaarinen emissio tapahtuu, kun materiaalin pintaa pommitetaan primäärityyppisillä elektroneilla, joilla on suuri määrä energiaa, niin että nämä siirtävät energiaa sekundaarityyppisiin elektroneihin, jotta ne voidaan vapauttaa pinta.

Näitä periaatteita on käytetty monissa tutkimuksissa, joissa on saavutettu muun muassa seuraavat:

- Valonkorotuslaitteiden rakenne, joita käytetään fluoresenssissa, laserskannausmikroskopiassa ja ilmaisimina alhaisen valonsäteilyn tasoille.

- Kuvasensorilaitteiden tuottaminen muuttamalla optiset kuvat elektronisiksi signaaleiksi.

- Kultaelektroskoopin luominen, jota käytetään kuvaamaan valosähköä.

- Pimeänäkölaitteiden keksiminen ja parantaminen hämärästi valaistun kohteen kuvien tehostamiseksi.

Muut sovellukset

- Hiilipohjaisten nanomateriaalien luominen elektroniikan kehittämiseksi nanomittakaavassa.

- vedyn tuotanto erottamalla vesi käyttämällä fotoandeja ja fotokatodeja auringonvalosta.

- Elektrodien tuottaminen, joilla on orgaanisia ja epäorgaanisia ominaisuuksia käytettäväksi monissa muissa tieteellisissä ja teknologisissa tutkimuksissa ja sovelluksissa.

- Farmakologisten tuotteiden seurannan etsiminen organismien kautta isotooppisten merkintöjen avulla.

- Mikro-organismien poistaminen tavaroista, joilla on suuri taiteellinen arvo niiden suojelemiseksi, soveltamalla gammasäteitä niiden säilyttämisessä ja palauttamisessa.

- Energialähteiden tuotanto satelliittien ja avaruusaluksiin tarkoitettujen alusten käyttämiseksi.

- Suojausjärjestelmien luominen tutkimuksille ja ydinenergian käyttöön perustuvat järjestelmät.

- Teollisuuden materiaalien puutteiden tai puutteiden havaitseminen röntgenkuvien avulla.

Viitteet

1. Rösler, M., Brauer, W et ai. (2006). Hiukkasten aiheuttama elektronien päästö I. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve
2. Jensen, KL (2017). Johdatus elektronien säteilyn fysiikkaan. Saatu osoitteesta books.google.co.ve
3. Jensen, KL (2007). Edistymät kuvantamisessa ja elektronifysiikassa: Elektronien säteilyfysiikka. Palautettu osoitteesta books.google.co.ve
4. Cambridge Core. (SF). Elektronisäteiset materiaalit: Ennakot, sovellukset ja mallit. Haettu osoitteesta cambridge.org
5. Britannica, E. (toinen). Toissijainen päästö. Palautettu osoitteesta britannica.com