Experimentelle Untersuchungen zur Prüfung der wellenmechanischen Theorie der Feldelektronenemission

Zusammenfassung

I. Bei der Untersuchung der Feldelektronenemission an Spitzen bestand bisher die Schwierigkeit, daß die wahre Gestalt der Spitzen und damit die Feldstärke nicht bekannt war. Durch Aufnahmen mit dem elektronenoptischen Übermikroskop ist es möglich, die Form der Spitzen zu ermitteln und die Feldstärke zu berechnen. Untersucht wurden Wolfrainspitzen mit Krümmungsradien von 16 mμ bia 1,3 μ. Die für das Einsetzen der Feldelektronenemission erforderliche Feldstärke beträgt etwa 3·10⁷ Volt cm⁻¹, während die meisten früheren Untersuchungen um eine Größenordnung kleinere Werte lieferten. — Die unter Berücksichtigung der Bildkraft gewonnene wellenmechanische Theorie der Feldemission wird an reinen Wolframoberflächen experimentell bestätigt. — Beim Glühen der Spitzen ergibt sich eine Zunahme, beim Ionenaufprall dagegen eine Abnahme des Krümmungsradius der Spitzen. Die dabei auftretende verminderte bzw. erhöhte Feldemission entspricht in beiden Fällen dem veränderten Wert der Feldstärke, so daß auch diese Erscheinungen durch die wellenmechanische Theorie quantitativ erklärt werden. — II. Nach der wellenmechanischen Theorie erwartet man eine Abhängigkeit der Stromdichte von der 3/2 -ten Potenz der Austrittsarbeit. Andererseits fand E. W. Müller für an Wolfram adsorbierte Substanzen (z. B. Ba) eine bedeutend stärkere Abhängigkeit, und zwar von der dritten Potenz der Austrittsarbeit. Die Beobachtung des Aufdampfvorganges von Barium auf Wolfram mit Hilfe feldelektronenmikroskopischer Abbildung zeigt, daß die gefundene Abweichung vom ϕ^3/2-Gesetz durch eine Feldstärkeerhöhung infolge Kristallitbildung vorgetäuscht werden kann. Durch Versuche an kristallitfreien, elektronenmikroskopisch kontrollierten Schichten aus Barium, Kalium und Caesium wird die Gültigkeit der wellenmechanischen Feldemissionstheorie mit Berücksichtigung der Bildkraft auch für bedeckte Metalloberflächen nachgewiesen.