Was ist ein Elektronenmultiplikator?
Ein Elektronenmultiplikator ist ein Gerät, das die Elektronenemission eines Elektronenstroms erhöht. Es bombardiert ein emittierendes Material mit einem Elektronenstrom, wodurch das Material Elektronen abgibt. Jedes Elektron, das auf das Emissionsmaterial schlägt, kann dazu führen, dass es bis zu drei Elektronen emittiert und so die Emissionsrate des Elektronenstroms multipliziert. Die Anwendung einer elektrischen Potentialdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Platten führt dazu, dass die emittierten Elektronen von der ersten Platte auf die zweite Platte springen, was die Emission von mehr Elektronen aus der zweiten Platte verursacht. Dieser Prozess setzt sich über die gesamte Reihe von Platten fort, was zu viel mehr Elektronen als im anfänglichen Elektronenstrom führt. Eine Anode sammelt dann die vom Elektronenmultiplikator erzeugten Elektronen.
Der Kaskadeneffekt von Elektronen erfordert, dass t tEr elektronen trifft das emittierende Material mit ausreichender Energie, um eine sekundäre Emission zu induzieren. Diese Anforderung ermöglicht es einem Elektronenmultiplikator, als Ionendetektor zu fungieren. Ein Photonstrom kann auch die Emission von Photonen verursachen, wie bei einem Fotomultiplikatorrohr. Dieses Gerät trennt jede emittierende Oberfläche durch eine Reihe von Anoden, die als Dynodes bekannt sind. Eine Reihe von Widerständen trennt die Dynodes voneinander, so dass das elektrische Potential zwischen aufeinanderfolgenden Dynoden typischerweise +100 Volt bis +200 Volt beträgt.
Diese Struktur erfordert, dass das Elektrodenmaterial einen hohen elektrischen Widerstand aufweist, um die Spannungsabteilungsfunktion mit der sekundären Emissionsfunktion zu verschmelzen. Ein Elektronenmultiplikator hat in der Regel die Form eines Trichters und besteht aus Glas. Der Glas Trichter hat eine dünne Substanz mit einer begrenzten Fähigkeit, Elektrizität zu leisten, die als Halbleiter bekannt ist.
tDer Elektronenmultiplikator erhält eine hohe negative Spannung am weiten Ende des Trichters und eine niedrige positive Spannung am schmalen Ende des Trichters. Diese Spannungskonfiguration bewirkt, dass der Trichter Elektronen von seiner Oberfläche ausgibt, die sich dann vom breiten Ende zum schmalen Ende des Trichters bewegen. Die Elektronen reisen ein kurzes Entfernung, bevor die Oberfläche des Trichters schlägt, was zu mehr Elektronenemission führt.
Eine Anode am schmalen Ende des Trichters sammelt die Elektronen. Diese Anordnung ist speziell als Einzelkanalelektronenmultiplikator bekannt. Eine Mikrokanalplatte ist ein komplexere Elektronenmultiplikator, der ein zweidimensionales Array von Einzelkanalelektronen-Multiplikatoren verwendet.