|
ФІЗИЧНА ЕЛЕКТРОНІКА
ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО КУРС:
Всього 72 год;
З них лекційна частина має об'єм 36 годин; практична (лабораторних) - 36 годин
Викладачі:
проф. к.ф.-м.н. Мельник П.В.(тел. 526-05-60)
Короткий зміст та мета курсу:
В курсі вивчаються емісійні явища та їх застосування в приладах вакуумної електроніки, та для створення сучасних методів діагностики поверхні. Коротко викладаються елементи вакууомної техніки та технології, фізика газового розряду та плазми.
Курс розраховано на майбутніх спеціалістів, що працюють в області розробки приладів вакуумної мікроелектроніки, в науково - дослідних лабораторіях.
Зміст курсу:
1. Вступ (1 год.)
Предмет та задачі електроніки. Короткий огляд фактів, які підлягають вивченню. Значення електроніки для народного господарства.
2. Елементи вакуумної техніки. (3 год.)
Методи одержання і вимірювання вакууму. Пошук місць натікання. Вакуумні матеріали і вакуумна гігіена.
3. Електронні властивості твердих тіл. (2 год.)
Поверхня. Потенціальний бар'єр і робота виходу. Контактна різниця потенціалів. Електронна емісія і можливість її використання.
4. Вплив адсорбційних шарів на роботу виходу і термоемісію. (2 год.)
Адсорбція, ізотерма адсорбції. Методи вимірювання середнього часу життя в адсорбційному стані. Міграція атомів на поверхні твердіх тіл. Подвійний шар і робота виходу.
5. Термоелектронна емісія. (4год.)
Рівняння термоемісії. Визначення роботи виходу і температури катоду. Прозорість бар'єру. Розподіл термоелектронів по швидкостям. Металеві, плівкові, напівпровідникові та складні емітери.Нерозжарювальні катоди. Використання термоемісії для перетворення теплової енергії в електричну.
6. Зовнішній фотоефект. (4 год.)
Основні закони. Спектральна характеристика ,червона границя фотоефекту.Розподіл фотоелектронів по швидкостям. Вплив температури. Квантовий вихід і його визначення. Селективний фотоефект. Роль оптичних факторів в фотоефекті. Особливості зовнішнього фотоефекту напівпровідників. Емітери з від'ємним спорідненням до електрону. Роль ексітонів в зовнішньому фотоефекті. Ефективні фотокатоди, їх властивості та характеристики. Оптичні властивості напівпровідникових емітерів і їх зв'язок з фотоелектричними властивостями. Фотоелектронна спектроскопія і її використання для одержання енергетичної структури твердих тіл.
7. Вплив електричного поля на електронну емісію металів і напівпровідників. (2 год.)
Роль прозорості бар'єру. Роль поверхневих рівней.
8. Автоелектронна емісія. (4 год.)
Розподіл автоелектронів по швидкості. Вплив температури і об'ємного заряду. Автоелектронний і іоннний проектори, як метод фізичного дослідження поверхні. Емісія із металу в діелектриках. Тунельна спектроскопія.
9. Зіткнення електронів з твердим тілом. (4 год.)
Вторинна емісія металів і напівпровідників. Основні факти і закономірності. Розподіл вторинних електронів по швидкостям. Ефективні і неефективні вторинні емітери. Можливий механізм явища непружнього розсіювання електронів. Катодолюмінісценція. Вторинна емісія при наявності електричного поля, розподіл вторинних електронів по швидкостям. Наведена електропровідність. Растрова мікроскопія, ренгенівський мікроаналіз. Спектроскопія втрат і Оже-спектроскопія.
10. Деякі фото- і вторинно-електронні прістрої. (2 год.)
Фотоелементи, фото- і вторинно електронні помножувачі .Будова та область застосування)
11. Взаємодія важких частинок з поверхнею твердого тіла (4 год.)
Електронний обмін, коефіцієнт акомодації. Вторинно-іонно-електронна емісія першого і другого роду. Оже-процеси. Основні факти і закономірності, природа. Катодне розсівання: основні властивості і застосування. Іонно-іонна емісія. Вторинно-іонна спектросопія.
12. Об'ємний заряд і плазма.(2 год.)
Роль об'ємного заряду. Розподіл поля і потенціалу. Закон 3/2. Вольтамперна характеристика Об'ємний заряд іонов і електронів. Компенсація об'ємного заряду і її вплив на вигляд розподілу потенціалу і струмопроходження. Виникнення плівки і плазми. Поле біля поверхні катоду, створене “плівкою”. Ізотермічна і неізотермічна плазма. Температура електронного і іонного газів. Метод зондів. Амбіполярна дифузія і баланс зарядів в плазмі. Баланс енергії в плазмі. Коливання в плазмі. Взаємодія з випромінюванням і з рухливими частками.
13. Загальні відомості про дуговий і тліючий розряд. (2 год.)
Вольтамперна характеристика електричного розряду в газі. Умови запалювання самостійного електричного розряду в газах і потенціал запалювання. Деякі приклади використання електрічного розряду в газах (газотрон, тіротрон, газосвітні лампи).
Лабораторні роботи: (36 год.)
1.Фотоелектронна спектроскопія поверхні твердого тіла.
2.Виготовлення електровакуумного приладу та дослідження характеристик термоелектронної емісії.
3.Фзаємодія електронів з поверхнею твердого тіла. Визначення параметрів взаємодії.
ЛІТЕРАТУРА:
Головна
1.Гапонов В.І. Электроника. М., Физматгиз, т. 1, 2, 1960.
2.Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная єлектроника. М., Наука, 1966.
3.Королев Б. И. Основы вакуумной техники. М., Госэнергоиздат, 1975.
4.ШульманА.Р., Фридрихов С.А. Вторично-эмиссионные методы исследования твердого тела. М., Наука, 1977.
Додаткова
1.Белл Р.Л. Эмитеры с отрицательным сродством. М., Мир, 1978.
2.Ван-дер-Зил А. Флуктуации в радиотезнике и физике. М., Госэнергоиздат, 1958.
3.Левитский С.М. Сборник задач и расчетов по физической электронике. К., Из-о КГУ, 1964.
4.Ненакаливаемые катоды. Под ред. М.И. Элинсона. М., Сов. радио, 1976.
5.Шимони К. Физическая электроника, М., Энергия, 1977.
|