Ионная эмиссия (ИЭ)

Ионной эмиссией (ИЭ) называют испускание положительных и отрицательных ионов поверхностью твердого тела под влиянием какого- либо воздействующего на твердое тело фактора. Происходит ИЭ в результате получения атомами или молекулами приповерхностных слоев твердого тела энергии, достаточной для преодоления сил, удерживающих их в составе твердого тела, и приобретения заряда. Известны следующие факторы возбуждения ионной эмиссии разных видов:

• 1. Бомбардировка поверхности ускоренными ионами или атомами с энергией 1-10 кэВ приводит к выбиванию частиц из поверхностного слоя (распылению поверхности); в случае бомбардировки ионами это явление называют ионно-ионной или вторичной ионной эмиссией (ВИЭ).
• 2. Электрические поля напряженностью — 10⁷—10^х В/см у поверхности вызывают полевую ионную эмиссию (ПИЭ). При этом образуются одно- и многозарядные положительные ионы.
• 3. Нагревание материала сопровождается тепловым испарением (сублимацией) его атомов с поверхности и(или) термической десорбцией (термодесорбция (ТД)) - процессом, в котором адсорбированные на поверхность атомы и(или) молекулы получают от тепловых колебаний атомов твердого тела энергию, достаточную, чтобы уйти из адсорбционной потенциальной ямы и покинуть поверхность. В процессе удаления от поверхности десорбированные и сублимированные атомы и молекулы претерпевают поверхностную ионизацию (77//).Совокупность явлений сублимации, термодесорбции и поверхностной ионизации называют термоионной эмиссией (ТИЭ). При этом испускаются только однократно заряженные ионы.
• 4. Облучение материала фотонами (в том числе лазерным излучением и рентгеновскими лучами) может сопровождаться удалением частиц с поверхности, часть которых испускается в виде ионов. Это фотонно-ионная эмиссия (ФИЭ), которую в случае фотонов высоких энергий называют также радиационно-стимулированной ионной эмиссией (РСИЭ).
• 5. Облучение материала электронами может вызывать электронноионную эмиссию (ЭИЭ).

Все перечисленные явления широко используются для получения информации о поверхности твердого тела. Например, на основе ПИЭ созданы микроскопы для изучения структуры поверхности; ВИЭ лежит в основе метода энерго-масс-спекгрометрии вторичных ионов (ЭМСВИ) для исследований изотопного и химического состава поверхности; на основе термоионной эмиссии создана тсрмодссорбционная спектроскопия, позволяющая судить об энергии связи атомов на поверхности и т. д.