電子倍增管

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連續二次發射極電子倍增管

電子倍增管是一個能倍增入射電荷的的真空偵測器[1]。 一個高速的帶電粒子,如電子離子撞擊偵測器表面時,可產生二次電子;再透過適當的形狀與電場的安排,產生一連串的二次電子來倍增訊號,最後到達陽極。通常一個電子加速撞極偵測器表面可以產生一到三個二次電子,多次撞擊使得電子數目倍增,其靈敏度相當高,可以用來偵測粒子的數目。

運作方式[编辑]

電子倍增管通常被用來偵測離子;也可以偵測光子,由光電效應產生的光電子來觸發。另一種偵測光子的元件,光電倍增管裡,其二次電子是由一連串的電極,稱二次發射極 (dynode),來倍增。此二次發射極為分離式的,通常每個二次發射極的電位差在 100 到 200 伏特,用來加速電子到下一個二次發射極,最後到達陽極。光電倍增管可在常壓下使用,而電子倍增管是設計在高真空環境下使用。

連續式電子倍增管示意圖

電子倍增管一般是採用連續式的二次發射極。這是因為此電極表面的高電阻,使得二次電子和加速電場的分佈可以組合在同一個元件裡,而不需要分開[2]。 通常為漏斗狀,材料為鍍上一層半導體薄膜的玻璃所構成。另一種平面二維的偵測器,稱微通道板,也是運用相同的原理。有別於微通道板有上百萬個微通道,電子倍增管使用單一個通道,一個著名的商標為 Channeltron。

應用[编辑]

電子倍增管被廣泛的運用在各種質譜儀裡,用來偵測被離子化並通過分析器後的離子。通常質譜儀裡都有電子倍增管和法拉第杯。在訊號很強時,使用法拉第杯;而訊號微弱時,使用電子倍增管。此外,電子倍增管也應用在電子顯微鏡表面分析X射線光電子能譜學等多種需要偵測微量離子或電子的分析儀器裡。

參考文獻[编辑]

  1. ^ Allen, James S., An Improved Electron Multiplier Particle Counter, Review of Scientific Instruments. 1947, 18: 739, doi:10.1063/1.1740838 
  2. ^ Heroux, L.; Hinteregger, H. E., Resistance Strip Magnetic Photomultiplier for the Extreme Ultraviolet, Review of Scientific Instruments. 1960, 31: 280, doi:10.1063/1.1716957 

外部連結[编辑]

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