Applications technologiques de l'émission atomique électronique

Le applications technologiques de l'émission électronique d'atomes ils se produisent en tenant compte des phénomènes qui provoquent l'éjection d'un ou plusieurs électrons en dehors d'un atome. Autrement dit, pour qu'un électron quitte l'orbitale dans laquelle il se trouve de manière stable autour du noyau de l'atome, un mécanisme externe est nécessaire pour y parvenir.

Pour qu'un électron se détache de l'atome auquel il appartient, il doit être éliminé par l'utilisation de certaines techniques, telles que l'application d'une grande quantité d'énergie sous forme de chaleur ou d'irradiation avec des faisceaux d'électrons accélérés fortement énergétiques.

L'application de champs électriques qui ont une force beaucoup plus grande que celle liée aux rayons, et même l'utilisation de lasers de grande intensité et avec une luminosité supérieure à celle de la surface solaire, permettent d'atteindre cet effet d'élimination des électrons.

Index

• 1 Principales applications technologiques de l'émission électronique d'atomes
  • 1.1 Emission d'électrons par effet de champ
  • 1.2 Emission thermique des électrons
  • 1.3 Photoémission d'électrons et émission d'électrons secondaires
  • 1.4 Autres applications
• 2 références

Principales applications technologiques de l'émission électronique d'atomes

Il existe plusieurs mécanismes pour réaliser l’émission électronique des atomes, qui dépendent de certains facteurs tels que l’endroit où les électrons sont émis et la manière dont ces particules peuvent se déplacer pour franchir une barrière de dimensions potentielles. fini

De même, la taille de cette barrière dépendra des caractéristiques de l’atome en question. En cas d'émission au-dessus de la barrière, quelles que soient ses dimensions (épaisseur), les électrons doivent avoir suffisamment d'énergie pour la surmonter.

Cette quantité d'énergie peut être atteinte par des collisions avec d'autres électrons par transfert de leur énergie cinétique, par application de chaleur ou par absorption de particules légères appelées photons.

D'autre part, lorsque l'on souhaite obtenir l'émission en dessous de la barrière, il doit avoir l'épaisseur requise pour que les électrons puissent la "traverser" par un phénomène appelé effet tunnel.

Dans cet ordre d'idées, vous trouverez ci-dessous les mécanismes permettant d'atteindre les émissions électroniques, suivis chacun d'une liste de certaines de ses applications technologiques.

Emission d'électrons par effet de champ

L'émission d'électrons par effet de champ se produit par l'application de grands champs de type électrique et d'origine externe. Parmi ses applications les plus importantes:

- La production de sources d’électrons présentant une certaine luminosité pour développer des microscopes électroniques à haute résolution.

- L'avancement de différents types de microscopie électronique, où les électrons sont utilisés pour produire des images de très petits corps.

- L'élimination des charges induites par les véhicules qui traversent l'espace, au moyen de neutraliseurs de charge.

- la création et l'amélioration de matériaux de petites dimensions, tels que les nanomatériaux.

Emission thermique d'électrons

L'émission thermique des électrons, également appelée émission thermionique, repose sur l'échauffement de la surface du corps à étudier pour provoquer une émission électronique à travers son énergie thermique. Il a beaucoup d'applications:

- La production de transistors à vide à haute fréquence, utilisés dans le domaine de l’électronique.

- La création de canons qui éjectent des électrons, pour une utilisation en instrumentation scientifique.

- la formation de matériaux semi-conducteurs présentant une plus grande résistance à la corrosion et à l'amélioration des électrodes.

- la conversion efficace de différents types d’énergie, tels que l’énergie solaire ou thermique, en énergie électrique.

- L'utilisation de systèmes de rayonnement solaire ou d'énergie thermique pour générer des rayons X et les utiliser dans des applications médicales.

Photoémission d'électrons et émission d'électrons secondaires

La photoémission d'électrons est une technique basée sur l'effet photoélectrique, découverte par Einstein, dans laquelle la surface du matériau est irradiée par un rayonnement d'une certaine fréquence, afin de transmettre aux électrons suffisamment d'énergie pour les expulser de cette surface.

De même, l'émission secondaire d'électrons se produit lorsque la surface d'un matériau est bombardée d'électrons de type primaire qui ont une grande quantité d'énergie, de sorte qu'ils transmettent de l'énergie aux électrons de type secondaire pour qu'ils puissent être détachés de surface

Ces principes ont été utilisés dans de nombreuses études qui ont notamment abouti à:

- la construction de photomultiplicateurs, utilisés en fluorescence, en microscopie à balayage laser et comme détecteurs de faibles niveaux de rayonnement lumineux.

- la production de capteurs d'images, grâce à la transformation d'images optiques en signaux électroniques.

- La création de l'électroscope en or, utilisé dans l'illustration de l'effet photoélectrique.

- L'invention et l'amélioration des dispositifs de vision nocturne, afin d'intensifier les images d'un objet vaguement illuminé.

Autres applications

- La création de nanomatériaux à base de carbone pour le développement de l'électronique à l'échelle nanométrique.

- La production d’hydrogène par séparation d’eau, en utilisant des photo-anodes et des photocathodes de la lumière solaire.

- La génération d'électrodes aux propriétés organiques et inorganiques pour une utilisation dans une plus grande variété d'applications de recherche et scientifiques et technologiques.

- La recherche du suivi des produits pharmacologiques par les organismes grâce au marquage isotopique.

- L'élimination des microorganismes des morceaux de grande valeur artistique pour leur protection par l'application de rayons gamma dans leur conservation et leur restauration.

- La production de sources d’énergie pour alimenter les satellites et les navires destinés à l’espace.

- La création de systèmes de protection pour la recherche et de systèmes basés sur l'utilisation de l'énergie nucléaire.

- La détection des défauts ou des imperfections dans les matériaux dans le domaine industriel grâce à l'utilisation de rayons X.

Références

1. Rösler, M., Brauer, W et al. (2006). Emission d'électrons induite par des particules I. Récupérée de books.google.co.ve
2. Jensen, K. L. (2017). Introduction à la physique de l'émission d'électrons. Récupéré de books.google.co.ve
3. Jensen, K. L. (2007). Les progrès de l'imagerie et de la physique des électrons: la physique des émissions d'électrons. Récupéré de books.google.co.ve
4. Cambridge Core. (s.f.) Matériaux à émission d'électrons: avancées, applications et modèles. Récupéré sur cambridge.org
5. Britannica, E. (s.f.). Émission secondaire. Récupéré de britannica.com