Aplicații tehnologice ale emisiei atomice electronice

Aplicațiile tehnologice ale emisiei electronice de atomi au loc ținând cont de fenomenele care determină ejecția unuia sau mai multor electroni în afara unui atom. Adică, pentru ca un electron să părăsească orbita în care este stabil în jurul nucleului atomului, este nevoie de un mecanism extern pentru ao realiza.

Pentru ca un electron să se detașeze de atomul căruia îi aparține, trebuie îndepărtat prin utilizarea anumitor tehnici, cum ar fi aplicarea unei cantități mari de energie sub formă de căldură sau iradiere cu fascicule de electroni accelerate puternic.

Aplicarea câmpurilor electrice care au o forță mult mai mare decât cea legată de raze și chiar utilizarea de lasere de mare intensitate și cu o luminozitate mai mare decât suprafața solară sunt capabile să realizeze acest efect de îndepărtare a electronilor.

Principalele aplicații tehnologice ale emisiei electronice a atomilor

Există mai multe mecanisme de realizare a emisiei electronice a atomilor, care depind de anumiți factori cum ar fi locul unde electronii sunt emisi și modul în care aceste particule au capacitatea de a se deplasa pentru a traversa o barieră de dimensiuni potențiale finit.

În mod similar, mărimea acestei bariere va depinde de caracteristicile atomului în cauză. În cazul obținerii emisiei peste barieră, indiferent de dimensiunile sale (grosimea), electronii trebuie să aibă suficientă energie pentru ao depăși.

Această cantitate de energie poate fi atinsă prin coliziuni cu alți electroni prin transferul energiei lor cinetice, prin aplicarea încălzirii sau prin absorbția particulelor de lumină cunoscute sub numele de fotoni.

Pe de altă parte, atunci când se dorește obținerea emisiei sub barieră, trebuie să aibă grosimea necesară, astfel încât electronii să poată "trece" prin intermediul unui fenomen numit efect tunel.

În această ordine de idei, mai jos sunt mecanismele de realizare a emisiilor electronice, fiecare dintre acestea fiind urmată de o listă cu unele aplicații tehnologice.

Emisia de electroni prin efectul de câmp

Emisia de electroni prin efectul câmpului apare prin aplicarea câmpurilor mari de tip electric și de origine externă. Printre aplicațiile sale cele mai importante se numără:

- Producția de surse de electroni care au o anumită luminozitate pentru a dezvolta microscoape electronice de înaltă rezoluție.

- Progresul diferitelor tipuri de microscopie electronică, unde electronii sunt utilizați pentru a produce imagini de corpuri foarte mici.

- Eliminarea încărcăturilor induse de vehiculele care călătoresc prin spațiu, prin intermediul neutralizatorilor de sarcină.

- Crearea și îmbunătățirea materialelor de dimensiuni mici, cum ar fi nanomaterialele.

Emisiile termice ale electronilor

Emisia termică a electronilor, cunoscută și sub denumirea de emisie termică, se bazează pe încălzirea suprafeței corpului care urmează să fie studiată pentru a provoca emisia electronică prin intermediul energiei termice. Are multe aplicații:

- producerea de tranzistoare de vid înaltă frecvență, care sunt utilizate în domeniul electronicii.

- Crearea de arme care evacuează electroni, pentru utilizarea în instrumente de clasă științifică.

- formarea de materiale semiconductoare care au o rezistență mai mare la coroziune și îmbunătățire a electrozilor.

- conversia eficientă a diferitelor tipuri de energie, cum ar fi energia solară sau termică, în energie electrică.

- Utilizarea sistemelor de radiație solară sau a energiei termice pentru a genera raze X și a le folosi în aplicații medicale.

Electronică de emisii de electroni și emisii secundare de electroni

Electronizarea foto este o tehnică bazată pe efectul fotoelectric, descoperit de Einstein, în care suprafața materialului este iradiată cu o radiație de o anumită frecvență, pentru a transmite energiei electronilor suficiente pentru a le expulza de pe suprafața menționată.

În mod similar, emisia secundară a electronilor apare atunci când suprafața unui material este bombardată cu electroni de tip primar care au o cantitate mare de energie, astfel încât ei trec energia către electronii de tip secundar, astfel încât să poată fi detașați de de suprafață.

Aceste principii au fost utilizate în multe studii care au atins, printre altele, următoarele:

- Construcția de fotomultiplicatori, care sunt utilizați în fluorescență, microscopie cu scanare laser și ca detectori de niveluri scăzute de radiație luminoasă.

- Producția de dispozitive de senzori de imagine, prin transformarea imaginilor optice în semnale electronice.

- Crearea electroscopului de aur, folosit pentru ilustrarea efectului fotoelectric.

- Invenția și îmbunătățirea dispozitivelor de vizibilitate pe timp de noapte, pentru a intensifica imaginile unui obiect viu iluminat.

Alte aplicații

- crearea de nanomateriale bazate pe carbon pentru dezvoltarea nanomaterialelor la scară nanometrică.

- Producerea de hidrogen prin separarea apei, folosind foto-anozi și foto-catozi din lumina soarelui.

- Generarea de electrozi care au proprietăți organice și anorganice pentru utilizarea într-o varietate mai mare de aplicații de cercetare și științifice și tehnologice.

- Căutarea de urmărire a produselor farmacologice prin intermediul organismelor prin etichetare izotopică.

- Eliminarea microorganismelor din bucăți de valoare artistică deosebită pentru protecția lor prin aplicarea de raze gama în conservarea și restaurarea lor.

- Producția de surse de energie pentru a alimenta sateliții și navele destinate spațiului cosmic.

- Crearea de sisteme de protecție pentru cercetare și sisteme bazate pe utilizarea energiei nucleare.

- detectarea defectelor sau a imperfecțiunilor în materialele din domeniul industrial prin utilizarea de raze X;