Phát xạ thứ cấp trong vật lý là hiện tượng xảy ra khi các hạt nguyên phát tới năng lượng đủ, khi chạm vào bề mặt hoặc đi qua một số vật liệu, sẽ kích thích sự phát xạ các hạt thứ sinh. Thuật ngữ này thường đề cập đến sự phát xạ của electron khi các hạt tích điện như electron hoặc ion trong ống chân không vào bề mặt kim loại; Chúng được gọi là các điện tử thứ sinh. Trong trường hợp này, số electron thứ cấp phát ra cho mỗi sự cố được gọi là năng suất phát xạ thứ cấp. Nếu các hạt thứ sinh là ion, hiệu ứng được gọi là phát xạ ion thứ cấp. Sự phát xạ electron thứ cấp được sử dụng trong các ống nhân quang và các ống tăng cường hình ảnh để khuếch đại số lượng nhỏ các photelone được tạo ra bởi sự phát quang, làm cho ống nhạy hơn. Nó cũng xảy ra như là một tác dụng phụ không mong muốn trong ống chân không điện tử khi các điện tử từ cực âm tấn công cực dương, và có thể gây dao động ký sinh.
Các ứng dụng
Vật liệu phát xạ thứ cấp
Các vật liệu phát xạ thứ phát thường được sử dụng bao gồm:
- Antimonide Alkali
- Beryllium oxit (BeO)
- Magnesium oxide (MgO)
- Gallium phosphide (GaP)
- Gallium arsenide phosphide (GaAsP)
- Chì oxit (PbO)
- Photo multipliers và các thiết bị tương tự
Trong một ống quang tử, một hoặc nhiều electron phát ra từ photocathode và đẩy nhanh về phía một điện cực kim loại được đánh bóng (gọi là dynode). Họ chạm bề mặt điện cực với năng lượng đủ để giải phóng một số điện tử thông qua phát xạ thứ phát. Những điện tử mới này sau đó được gia tốc đến một dynode khác, và quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần, kết quả là đạt được tổng thể (‘multiplication electron’) theo thứ tự của một triệu thông thường và do đó tạo ra một xung hiện tại được phát hiện bằng điện tử tại các dynode cuối cùng.
Các hệ số nhân electron tương tự có thể được sử dụng để phát hiện các hạt nhanh như điện tử hoặc ion.
Ống khuyếch đại đặc biệt
Trong những năm 1930, các ống khuếch đại đặc biệt đã được phát triển nhằm cố ý “gấp lại” chùm điện tử, bằng cách kích hoạt một dynode để phản xạ trong cực dương. Điều này có ảnh hưởng đến việc tăng khoảng cách của tấm lưới cho một kích thước ống nhất định, làm tăng tính chuyển đổi của ống và giảm tiếng ồn. Một điển hình như “hexode chùm quỹ đạo” là RCA 1630, được giới thiệu vào năm 1939. Bởi vì dòng điện tử nặng trong các ống đó làm hỏng dynode nhanh chóng, nên tuổi thọ của chúng có xu hướng rất ngắn so với các ống thông thường.
Các ống nhớ máy tính sớm
Máy tính truy cập ngẫu nhiên đầu tiên sử dụng một loại ống tia catot gọi là ống Williams đã sử dụng phát xạ thứ cấp để lưu trữ các bit trên mặt ống. Một ống bộ nhớ máy tính truy cập ngẫu nhiên khác dựa trên phát xạ thứ phát là ống Selectron. Cả hai đều bị lỗi thời bởi việc phát minh ra bộ nhớ lõi từ.
Tác dụng không mong muốn – tetrode
Phát xạ thứ phát có thể không mong muốn như trong van nhiệt kế tetrode (ống). Trong trường hợp này, lưới điện tích điện dương tính có thể đẩy nhanh dòng electron gây ra sự phát ra thứ phát ở cực dương. Điều này có thể làm tăng quá nhiều lưới điện màn hình. Nó cũng chịu trách nhiệm một phần cho loại van (ống) này, đặc biệt là các loại đầu tiên với các anốt không được xử lý để giảm sự phát ra thứ phát, có đặc tính chống ‘tiêu cực’, có thể làm cho ống trở nên không ổn định. Tác dụng phụ này có thể được sử dụng bằng cách sử dụng một số van cũ (ví dụ, loại 77 pentode) như các máy tạo dao động dynatron. Hiệu ứng này đã được ngăn chặn bằng cách thêm một lưới thứ ba để tetrode, gọi là lưới ngăn chặn, để đẩy các electron trở lại tấm. Ống này được gọi là pentode.