Die verzögerte Elektronenemission von Metallen

Zusammenfassung

Es wird gezeigt, daß die verzögerte Elektronenemission („Nachstrom“) von Wolfram nach Elektronenbeschuß die gleiche Zeit- und Temperaturabhängigkeit aufweist wie der Nachstrom von Metallen nach anderen Arten der Erregung. Die verzögert emittierten Elektronen werden im Hochvakuum mit Hilfe eines Sekundärelektronenvervielfachers gezählt. Die Abhängigkeit des Nachstroms von der Be schußspannung und von der Beschaffenheit der Oberfläche wird gemessen.

Die Meßergebnisse lassen sich deuten durch die Annahme, daß die Emissionszentren Fehlstellen im Gitter einer Oxydschicht auf der Metalloberfläche sind. Diese Fehlstellen wirken als Haftstellen für Elektronen. Die Elektronen werden von den Haftstellen wieder emittiert und treten durch die Oberfläche der Oxydschicht aus, wenn die Austrittsarbeit in Form von thermischer Energie zur Verfügung gestellt wird. Hierdurch wird eine zeitliche Verzögerung bedingt, die sich durch Temperaturerhöhung verkürzen läßt. Nach Erhitzen der Probe auf 600° C sind alle Haftstellen von Elektronen entleert. Durch Bestrahlung mit Lichtquanten oder Elektronen können entleerte Haftstellen erneut mit Elektronen besetzt werden.

Die Haftstellen selbst werden durch Erhitzen auf eine Temperatur, die z.B. 1000° C bei Wolfram beträgt, vernichtet. Dementsprechend wird von einer bei 1000° C geglühten Wolframprobe ohne erneute Oxydation und mechanische Bearbeitung kein Nachstrom nach Elektronenbeschuß emittiert. Die Haftstellen können erneut erzeugt und zugleich mit Elektronen besetzt werden durch mechanische Bearbeitung einer oxydierten Metalloberfläche. Auch viele ältere Beobachtungen lassen sich mit dieser Vorstellung deuten.