ПОЛЕВА́Я ИО́ННАЯ ЭМИ́ССИЯ

ПОЛЕВА́Я ИО́ННАЯ ЭМИ́ССИЯ (ав­то­ион­ная эмис­сия), об­ра­зо­ва­ние по­ло­жи­тель­ных ио­нов из ней­траль­ных ато­мов или мо­ле­кул при воз­дей­ст­вии силь­но­го элек­трич. по­ля. П. и. э. мо­жет на­блю­дать­ся в ши­ро­ком ин­тер­ва­ле тем­пе­ра­тур, вплоть до са­мых низ­ких. В про­цес­се П. и. э. ионы мо­гут об­ра­зо­вы­вать­ся за счёт по­ле­вой ио­ни­за­ции (см. Ио­ни­за­ция по­лем), по­ле­вой де­сорб­ции и по­ле­во­го ис­па­ре­ния. Об­щим для реа­ли­за­ции этих трёх про­цес­сов яв­ля­ет­ся на­ли­чие по­ле­во­го эмит­те­ра ио­нов (ост­рия из про­во­дя­ще­го ма­те­риа­ла с ма­лым ра­диу­сом кри­виз­ны r≈10-100 нм) и силь­но­го элек­трич. по­ля на­пря­жён­но­стью Е≈10–100 B/нм. По­ле соз­да­ёт­ся при­ло­же­ни­ем к эмит­те­ру по­ло­жительного по­тен­циа­ла U≈10–30 кВ. В слу­чае мик­ро­мет­ро­вых рас­стоя­ний ме­ж­ду эмит­те­ром и ано­дом и пре­дель­но ма­лых ра­диу­сов кри­виз­ны (r≈2–5 нм) П. и. э. мо­жет на­блю­дать­ся и при по­тен­циа­ле в неск. со­тен вольт.

При по­ле­вой ио­ни­за­ции ато­мы или мо­ле­ку­лы га­зов ли­бо па­ров ио­ни­зу­ют­ся вбли­зи по­верх­но­сти по­ле­во­го эмит­те­ра по­сред­ст­вом тун­нель­но­го пе­ре­хо­да (см. Тун­нель­ный эф­фект) в эмит­тер элек­тро­на с осн. энер­ге­тич. уров­ня ато­ма газа. В этом слу­чае об­ра­зу­ют­ся од­но­за­ряд­ные ио­ны и эмис­си­он­ные то­ки I≈10^–8–10^–10 A. При по­ле­вом ис­па­ре­нии ио­ни­зу­ют­ся и ис­пус­ка­ют­ся ато­мы са­мо­го ма­те­риа­ла эмит­те­ра по­сред­ст­вом пре­одо­ле­ния за счёт тер­мич. воз­бу­ж­де­ния по­тен­ци­аль­но­го барь­е­ра, сни­жен­но­го внеш­ним элек­трич. по­лем. Для это­го ви­да П. и. э. ве­ли­чи­ны то­ков мень­ше: I≈10^–12–10^–14 A, од­на­ко ио­ны мо­гут быть и мно­го­за­ряд­ны­ми (напр., при по­ле­вом ис­па­ре­нии ту­го­плав­ких ме­тал­лов). В слу­чае по­ле­вой де­сорб­ции ато­мы, ад­сор­би­ро­ван­ные на по­верх­но­сти эмит­те­ра, ио­ни­зу­ют­ся и эми­ти­ру­ют­ся так же, как и при по­ле­вом ис­па­ре­нии, од­на­ко ве­ли­чи­ны ион­ных то­ков мо­гут быть го­раз­до бóльшими (I≈10^–3–10^–6 A), осо­бен­но при ис­поль­зо­ва­нии в ка­че­ст­ве ад­сор­ба­тов жид­ких лег­ко­плав­ких ме­тал­лов.

П. и. э. ис­поль­зу­ют для соз­да­ния по­ле­вых ион­ных ис­точ­ни­ков, при­ме­няе­мых в раз­но­об­раз­ных элек­трон­но-лу­че­вых при­бо­рах, а так­же в масс-спек­тро­мет­рах вы­со­ко­го раз­ре­ше­ния. Осн. дос­то­ин­ст­ва та­ких ис­точ­ни­ков – вы­со­кая ло­каль­ность эмис­сии, боль­шая плот­ность то­ка, прак­ти­че­ски мгно­вен­ное дей­ст­вие и от­сут­ст­вие в них на­ка­лён­ных ка­то­дов, что по­зво­ля­ет из­бе­жать дис­со­циа­ции ана­ли­зи­руе­мых мо­ле­кул. По­ле­вые ион­ные ис­точ­ни­ки так­же мо­гут быть ис­поль­зо­ва­ны в разл. об­лас­тях на­но­тех­но­ло­гии.