TECHNOLOGISCHE TOEPASSINGEN VAN DE ELEKTRONISCHE EMISSIE VAN ATOMEN - CHEMIE - 2025

De technologische toepassingen van de elektronische emissie van atomen worden geproduceerd rekening houdend met de verschijnselen die de uitstoot van een of meer elektronen uit een atoom veroorzaken. Dat wil zeggen, om een ​​elektron de orbitaal te verlaten waarin het stabiel is rond de kern van het atoom, is een extern mechanisme nodig om dit te bereiken.

Om een ​​elektron los te laten van het atoom waartoe het behoort, moet het worden verwijderd door middel van bepaalde technieken, zoals het aanwenden van een grote hoeveelheid energie in de vorm van warmte of bestraling met hoogenergetische versnelde elektronenbundels.

Het aanleggen van elektrische velden met een kracht die veel groter is dan die welke verband houdt met stralen, en zelfs het gebruik van lasers met een grote intensiteit en met een helderheid groter dan die van het zonne-oppervlak, kunnen dit elektronenverwijderende effect bereiken.

Belangrijkste technologische toepassingen van de elektronische emissie van atomen

Er zijn verschillende mechanismen om de elektronische emissie van atomen te bewerkstelligen, die afhankelijk zijn van een aantal factoren, zoals de plaats waar de uitgezonden elektronen vandaan komen en de manier waarop deze deeltjes kunnen bewegen om een ​​potentiële barrière van afmetingen te passeren. eindig.

Evenzo hangt de grootte van deze barrière af van de kenmerken van het betreffende atoom. In het geval dat de emissie boven de barrière wordt bereikt, ongeacht de afmetingen (dikte), moeten de elektronen voldoende energie hebben om deze te overwinnen.

Deze hoeveelheid energie kan worden bereikt door botsingen met andere elektronen door hun kinetische energie over te dragen, door verwarming of de absorptie van lichtdeeltjes die bekend staan ​​als fotonen.

Aan de andere kant, wanneer het gewenst is om de emissie onder de barrière te bereiken, moet deze de vereiste dikte hebben zodat de elektronen erdoor kunnen "passeren" door een fenomeen dat tunneling wordt genoemd.

In deze volgorde van ideeën worden de mechanismen om elektronische emissies te bereiken hieronder beschreven, die elk worden gevolgd door een lijst met enkele van hun technologische toepassingen.

Elektronenemissie door veldeffect

De emissie van elektronen door veldeffect vindt plaats door de toepassing van grote velden van elektrische aard en van externe oorsprong. Enkele van de belangrijkste toepassingen zijn:

- De productie van elektronenbronnen met een bepaalde helderheid om elektronenmicroscopen met hoge resolutie te ontwikkelen.

- De voortgang van verschillende soorten elektronenmicroscopie, waarbij elektronen worden gebruikt om afbeeldingen van zeer kleine lichamen te maken.

- Het elimineren van geïnduceerde belastingen van voertuigen die door de ruimte reizen, door middel van lastneutralisatoren.

- Het creëren en verbeteren van materialen met kleine afmetingen, zoals nanomaterialen.

Thermische emissie van elektronen

De thermische emissie van elektronen, ook bekend als thermionische emissie, is gebaseerd op de verwarming van het oppervlak van het lichaam dat moet worden onderzocht om elektronische emissie te veroorzaken via zijn thermische energie. Het heeft veel toepassingen:

- De productie van hoogfrequente vacuümtransistors, die worden gebruikt op het gebied van elektronica.

- Het maken van geweren die elektronen werpen, voor gebruik in instrumenten van wetenschappelijke klasse.

- De vorming van halfgeleidermaterialen met een grotere weerstand tegen corrosie en verbetering van de elektroden.

- Het efficiënt omzetten van verschillende soorten energie, zoals zonne- of thermische energie, in elektrische energie.

- Het gebruik van zonnestralingssystemen of thermische energie om röntgenstralen op te wekken en deze in medische toepassingen te gebruiken.

Elektronenfoto-emissie en secundaire elektronenemissie

Elektronenfoto-emissie is een techniek die is gebaseerd op het foto-elektrische effect, ontdekt door Einstein, waarbij het oppervlak van het materiaal wordt bestraald met straling van een bepaalde frequentie, om voldoende energie naar de elektronen over te brengen om ze van dat oppervlak te verdrijven.

Op dezelfde manier vindt de secundaire emissie van elektronen plaats wanneer het oppervlak van een materiaal wordt gebombardeerd met elektronen van het primaire type die een grote hoeveelheid energie hebben, zodat deze energie overdragen aan de elektronen van het secundaire type, zodat ze kunnen worden vrijgelaten uit de oppervlakte.

Deze principes zijn gebruikt in veel onderzoeken die onder meer het volgende hebben bereikt:

- De constructie van fotomultiplicatoren, die worden gebruikt bij fluorescentie, laserscanningmicroscopie en als detectoren voor lage niveaus van lichtstraling.

- De productie van beeldsensorapparatuur door de transformatie van optische beelden in elektronische signalen.

- De creatie van de gouden elektroscoop, die wordt gebruikt om het foto-elektrische effect te illustreren.

- De uitvinding en verbetering van nachtkijkers, om de beelden van een slecht verlicht object te intensiveren.

Andere apps

- Het creëren van op koolstof gebaseerde nanomaterialen voor de ontwikkeling van elektronica op nanoschaal.

- Waterstofproductie door water te scheiden, met behulp van fotoandes en fotokathoden van zonlicht.

- Het genereren van elektroden met organische en anorganische eigenschappen voor gebruik in een grotere verscheidenheid aan wetenschappelijk en technologisch onderzoek en toepassingen.

- Het zoeken naar het volgen van farmacologische producten via organismen door middel van isotopische labeling.

- De eliminatie van micro-organismen uit stukken van grote artistieke waarde voor hun bescherming door de toepassing van gammastraling bij het behoud en herstel ervan.

- De productie van energiebronnen voor het aandrijven van satellieten en schepen die voor de ruimte zijn bestemd.

- Het opzetten van beveiligingssystemen voor onderzoeken en systemen die gebaseerd zijn op het gebruik van kernenergie.

- Het detecteren van gebreken of onvolkomenheden in materialen op industrieel gebied door middel van röntgenstraling.

Referenties

1. Rösler, M., Brauer, W et al. (2006). Door deeltjes veroorzaakte elektronenemissie I. Hersteld van books.google.co.ve
2. Jensen, KL (2017). Inleiding tot de fysica van elektronenemissie. Opgehaald van books.google.co.ve
3. Jensen, KL (2007). Vooruitgang in beeldvorming en elektronenfysica: elektronenemissiefysica. Opgehaald van books.google.co.ve
4. Cambridge Core. (sf). Elektronenemissiematerialen: vooruitgang, toepassingen en modellen. Opgehaald van cambridge.org
5. Britannica, E. (zd). Secundaire emissie. Opgehaald van britannica.com