le applications technologiques de l'émission électronique d'atomes Ils sont produits en tenant compte des phénomènes qui provoquent l'éjection d'un ou plusieurs électrons hors d'un atome. Autrement dit, pour qu'un électron quitte l'orbitale dans laquelle il est stable autour du noyau de l'atome, un mécanisme externe est nécessaire pour y parvenir..
Pour qu'un électron se détache de l'atome auquel il appartient, il doit être éliminé au moyen de certaines techniques, telles que l'application d'une grande quantité d'énergie sous forme de chaleur ou d'irradiation avec des faisceaux d'électrons accélérés très énergétiques..
L'application de champs électriques qui ont une force bien supérieure à celle liée aux rayons, et même l'utilisation de lasers de grande intensité et avec une luminosité supérieure à celle de la surface solaire sont capables d'obtenir cet effet d'élimination d'électrons..
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Il existe plusieurs mécanismes pour réaliser l'émission électronique d'atomes, qui dépendent de certains facteurs tels que la provenance des électrons émis et la manière dont ces particules ont la capacité de se déplacer pour franchir une barrière de potentiel de dimensions finies..
De même, la taille de cette barrière dépendra des caractéristiques de l'atome en question. Dans le cas de la réalisation de l'émission au-dessus de la barrière, quelles que soient ses dimensions (épaisseur), les électrons doivent avoir suffisamment d'énergie pour la surmonter.
Cette quantité d'énergie peut être obtenue par des collisions avec d'autres électrons en transférant leur énergie cinétique, en appliquant un chauffage ou en absorbant des particules lumineuses appelées photons..
En revanche, lorsque l'on souhaite réaliser l'émission sous la barrière, celle-ci doit avoir l'épaisseur requise pour que les électrons puissent la «traverser» par un phénomène appelé effet tunnel..
Dans cet ordre d'idées, les mécanismes pour obtenir des émissions électroniques sont détaillés ci-dessous, chacun d'eux étant suivi d'une liste avec certaines de ses applications technologiques..
L'émission d'électrons par effet de champ se fait par l'application de grands champs de type électrique et d'origine externe. Parmi ses applications les plus importantes, on trouve:
- La production de sources d'électrons ayant une certaine luminosité pour développer des microscopes électroniques à haute résolution.
- Les progrès de différents types de microscopie électronique, où les électrons sont utilisés pour créer des images de très petits corps.
- Élimination des charges induites par les véhicules voyageant dans l'espace, à l'aide de neutraliseurs de charge.
- La création et l'amélioration de matériaux de petites dimensions, comme les nanomatériaux.
L'émission thermique d'électrons, également appelée émission thermionique, est basée sur l'échauffement de la surface du corps à étudier pour provoquer une émission électronique grâce à son énergie thermique. Il a de nombreuses applications:
- La production de transistors à vide haute fréquence, qui sont utilisés dans le domaine de l'électronique.
- La création de pistolets qui éjectent des électrons, pour une utilisation dans une instrumentation de classe scientifique.
- La formation de matériaux semi-conducteurs qui ont une plus grande résistance à la corrosion et l'amélioration des électrodes.
- La conversion efficace de divers types d'énergie, comme le solaire ou le thermique, en énergie électrique.
- L'utilisation de systèmes de rayonnement solaire ou d'énergie thermique pour générer des rayons X et les utiliser dans des applications médicales.
La photoémission d'électrons est une technique basée sur l'effet photoélectrique, découvert par Einstein, dans laquelle la surface du matériau est irradiée avec un rayonnement d'une certaine fréquence, pour transmettre suffisamment d'énergie aux électrons pour les expulser de ladite surface..
De la même manière, l'émission secondaire d'électrons se produit lorsque la surface d'un matériau est bombardée d'électrons de type primaire qui ont une grande quantité d'énergie, de sorte que ceux-ci transfèrent l'énergie aux électrons de type secondaire afin qu'ils puissent être libérés de la surface.
Ces principes ont été utilisés dans de nombreuses études qui ont permis, entre autres, de:
- La construction de photomultiplicateurs, qui sont utilisés dans la fluorescence, la microscopie à balayage laser et comme détecteurs pour de faibles niveaux de rayonnement lumineux.
- La production de dispositifs de capteurs d'images, en transformant des images optiques en signaux électroniques.
- La création de l'électroscope en or, qui est utilisé dans l'illustration de l'effet photoélectrique.
- L'invention et l'amélioration des dispositifs de vision nocturne, pour intensifier les images d'un objet faiblement éclairé.
- La création de nanomatériaux à base de carbone pour le développement de l'électronique à l'échelle nanométrique.
- Production d'hydrogène en séparant l'eau, en utilisant des photoandes et des photocathodes de la lumière du soleil.
- La génération d'électrodes qui ont des propriétés organiques et inorganiques pour une utilisation dans une plus grande variété de recherches et d'applications scientifiques et technologiques.
- La recherche du traçage des produits pharmacologiques à travers les organismes au moyen du marquage isotopique.
- L'élimination des micro-organismes des pièces de grande valeur artistique pour leur protection par l'application de rayons gamma dans leur conservation et restauration..
- La production de sources d'énergie pour alimenter des satellites et des engins spatiaux destinés à l'espace extra-atmosphérique.
- La création de systèmes de protection pour la recherche et de systèmes basés sur l'utilisation de l'énergie nucléaire.
- La détection de défauts ou d'imperfections dans les matériaux dans le domaine industriel par l'utilisation des rayons X.
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