전자 곱셈기

Electron multiplier
이산 전자 곱셈기와 연속 전자 곱셈기 간의 차이점.

전자 증배기는 입사 [1]전하를 증배하는 진공관 구조이다.2차 방출이라고 불리는 과정에서는 단일 전자가 2차 방출 물질에 충격을 받으면 약 1에서 3개의 전자 방출을 유도할 수 있습니다.이 금속판과 다른 금속판 사이에 전위가 인가되면 방출된 전자는 다음 금속판으로 가속되어 더 많은 전자의 2차 방출을 유도합니다.이는 여러 번 반복될 수 있으며, 결과적으로 금속 양극에 의해 모두 수집되고, 단 한 개에 의해 모두 트리거된 전자가 대량으로 방출됩니다.

역사

1930년, 러시아의 물리학자 레오니드 알렉산드로비치 쿠베츠키는 다이노드, 즉 2차 전자 방출체와 결합된 광전극을 하나의 튜브에 사용하여 이 장치를 통해 전위를 증가시킴으로써 2차 전자를 제거하는 장치를 제안했다.전자승수는 계수 θ를 사용하는 다이노드를 모두 사용할 수 있으며, 여기서 n은 방사체의 [2]수인 θ의n 이득을 생성했다.

이산 다이노드

2차 전자 방출은 한 전자가 진공 챔버 내의 다이노드에 부딪혀 더 많은 다이노드에 쏟아지는 전자를 방출하고 이 과정을 반복할 때 시작됩니다.다이노드는 전자가 다음 다이노드에 도달할 때마다 마지막 다이노드보다 약 100전자볼트가 증가하도록 설정됩니다.이것을 사용하는 장점으로는 피코초 단위의 응답 시간, 고감도 및 약 10개의8 [3]전자 게인이 있습니다.

이산 전자 증배기

연속 다이노드

연속 다이노드 시스템은 반도체 재료의 박막으로 코팅된 유리 뿔 모양의 깔때기를 사용한다.전극은 2차 방출을 허용하기 위해 저항이 증가합니다.연속 다이노드는 와이드 엔드에서 음의 고전압을 사용하고 와이드 엔드에서 양의 근접지로 이동합니다.이러한 종류의 첫 번째 소자는 채널 전자 증배기(CEM)라고 불렸습니다. CEM은 10개의6 전자를 얻기 위해 2-4킬로볼트가 필요했습니다.

연속 다이노드 전자 증배기

마이크로채널 플레이트

연속 다이노드 전자 증배기의 또 다른 기하학적 구조는 마이크로 채널 플레이트(MCP)[4][5]라고 불립니다.함께 구축되어 병렬로 구동되는 매우 작은 연속 다이노드 전자 증배기의 2차원 병렬 배열로 간주할 수 있습니다.각 마이크로채널은 일반적으로 테이퍼형이나 깔때기형이 아닌 평행벽형입니다.MCP는 납 유리로 구성되며 각 전극 사이에 10Ω의 저항을9 전달합니다.각 채널의 지름은 10~100μm입니다.1개의 마이크로채널 플레이트의 전자 이득은 약 10-10개의47 [5]전자일 수 있습니다.

마이크로채널플레이트With Breakdown(분할 포함)

적용들

인스트루먼트

질량 분석에서 전자 곱셈기는 어떤 종류의 질량 분석기에 의해 분리된 이온의 검출기로 종종 사용됩니다.연속 다이노드 유형이 될 수 있으며, 곡선의 뿔과 같은 깔때기 형태를 가질 수도 있고 광전자 증배관에서처럼 이산 다이노드를 가질 수도 있다.연속 다이노드 전자 증배기는 NASA 임무에서도 사용되며, 과학자들이 토성의 가장 큰 달인 타이탄에 존재하는 가스의 양과 종류를 결정할 수 있게 해주는 가스 크로마토그래피 질량 분석계(GC-MS)와 결합된다.[6]

야간 투시

마이크로 채널 플레이트는 야간 투시 고글에도 사용됩니다.전자가 수백만 개의 채널에 부딪히면, 그들은 수천 개의 2차 전자를 방출합니다.그런 다음 이 전자들은 인광 스크린에 부딪혀 증폭되고 다시 빛으로 변환됩니다.생성된 이미지는 MCP에 전압을 공급하기 위해 작은 배터리 팩을 사용하는 반면 원본 패턴과 어두운 곳에서도 더 나은 시야를 제공합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 를 클릭합니다Allen, James S. (1947), "An Improved Electron Multiplier Particle Counter", Review of Scientific Instruments, 18 (10): 739–749, Bibcode:1947RScI...18..739A, doi:10.1063/1.1740838.
  2. ^ Lubsandorzhiev, B.K. (ed.). On the history of photomultiplier tube invention (PDF). CERN. Institute for Nuclear Research of RAS: CERN.
  3. ^ Tao, S., Chan, H. 및 van der Graf, H. (2016).새로운 광전자 증배기에서 투과 다이노드를 위한 2차 전자 방출 물질: 검토.재료, 9(12), 1017.https://doi.org/10.3390/ma9121017
  4. ^ Burroughs, E. G. (1969), "Collection Efficiency of Continuous Dynode Electron Multiple Arrays", Review of Scientific Instruments, 40 (1): 35–37, Bibcode:1969RScI...40...35B, doi:10.1063/1.1683743
  5. ^ a b 를 클릭합니다Wiza, Joseph L. (1979), "Microchannel plate detectors", Nuclear Instruments and Methods, 162 (1–3): 587–601, Bibcode:1979NucIM.162..587L, CiteSeerX 10.1.1.119.933, doi:10.1016/0029-554X(79)90734-1.
  6. ^ Mahaffy, Paul. "Mass Spectrometer: Detector". NASA.
  7. ^ Montoro, Harry. "Image Intensification: The Technology of Night Vision". Photonics.

외부 링크