En física de partículas , la emisión secundaria es un fenómeno en el que partículas incidentes primarias de suficiente energía , al chocar con una superficie o atravesar algún material, inducen la emisión de partículas secundarias. El término a menudo se refiere a la emisión de electrones cuando partículas cargadas como electrones o iones en un tubo de vacío chocan con una superficie metálica; estos se denominan electrones secundarios . [1] En este caso, la cantidad de electrones secundarios emitidos por partícula incidente se denomina rendimiento de emisión secundaria . Si las partículas secundarias son iones, el efecto se denomina emisión de iones secundarios . La emisión de electrones secundarios se utiliza en tubos fotomultiplicadores y tubos intensificadores de imagen para amplificar la pequeña cantidad de fotoelectrones producidos por la fotoemisión, lo que hace que el tubo sea más sensible. También ocurre como un efecto secundario indeseable en los tubos de vacío electrónicos cuando los electrones del cátodo chocan con el ánodo y pueden causar oscilación parásita .
Los materiales emisores secundarios comúnmente utilizados incluyen
En un tubo fotomultiplicador , [2] uno o más electrones se emiten desde un fotocátodo y se aceleran hacia un electrodo de metal pulido (llamado dínodo ). Golpean la superficie del electrodo con suficiente energía para liberar una cantidad de electrones mediante emisión secundaria. Luego, estos nuevos electrones se aceleran hacia otro dínodo y el proceso se repite varias veces, lo que da como resultado una ganancia general ("multiplicación de electrones") del orden de típicamente un millón y, por lo tanto, genera un pulso de corriente detectable electrónicamente en los últimos dínodos.
Se pueden utilizar multiplicadores de electrones similares para la detección de partículas rápidas como electrones o iones .
En la década de 1930 se desarrollaron tubos amplificadores especiales que "doblaban" deliberadamente el haz de electrones, haciéndolos chocar contra un dínodo para que se reflejaran en el ánodo. Esto tenía el efecto de aumentar la distancia entre placas y rejilla para un tamaño de tubo determinado, lo que aumentaba la transconductancia del tubo y reducía su factor de ruido. Un "hexodo de haz orbital" típico de este tipo fue el RCA 1630, presentado en 1939. Debido a que la fuerte corriente de electrones en estos tubos dañaba rápidamente la superficie del dínodo, su vida útil tendía a ser muy corta en comparación con los tubos convencionales. [3]
La primera memoria de acceso aleatorio para ordenadores utilizaba un tipo de tubo de rayos catódicos llamado tubo Williams , que utilizaba emisión secundaria para almacenar bits en la cara del tubo. Otro tubo de memoria de acceso aleatorio para ordenadores basado en emisión secundaria era el tubo Selectron . Ambos quedaron obsoletos con la invención de la memoria de núcleo magnético .
La emisión secundaria puede ser indeseable, como en la válvula termoiónica tetrodo (tubo). En este caso, la rejilla de pantalla cargada positivamente puede acelerar la corriente de electrones lo suficiente como para causar una emisión secundaria en el ánodo ( placa ). Esto puede dar lugar a una corriente excesiva en la rejilla de pantalla. También es en parte responsable de que este tipo de válvula (tubo), particularmente los primeros tipos con ánodos no tratados para reducir la emisión secundaria, presenten una característica de " resistencia negativa ", que podría hacer que el tubo se vuelva inestable. Este efecto secundario podría aprovecharse utilizando algunas válvulas más antiguas (por ejemplo, el pentodo tipo 77) como osciladores dinatrón . Este efecto se evitó agregando una tercera rejilla al tetrodo, llamada rejilla supresora, para repeler los electrones hacia la placa. Este tubo se llamó pentodo .