Е. А. ВАСИЛЬЕВ, Е. М. ГУЩИН, Н. А. МИХАНЧУК,

С. Г. ПОКАЧАЛОВ

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

ФОТОЭФФЕКТ В РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ

ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ N2-ЛАЗЕРА

Приведены результаты исследования фотоионизации различных материалов излучением импульсного лазера на молекулярном азоте. Максимальную эффективность фотоионизации имеет Mg-катод.

Ранее было обнаружено, что излучение лазера на молекулярном азоте (N2-лазер) выбивает заметное количество электронов из металлов, полупроводников и диэлектриков, даже если величина работы выхода материала превышает энергию кванта излучения N2-лазера (3,68 эВ) [1]. В [2] это было объяснено поверхностным двухфотонным фотоэффектом.

Для оптимизации параметров установки на базе двухэлектродной плоскопараллельной ионизационной камеры (ИК), предназначенной для исследования физико-биологических корреляций [3], было проведено исследование фотоионизации различных материалов излучением N2-лазера ЛГИ-503 со следующими основными характеристиками: длительность лазерного импульса 8 нс, энергия импульса (500,5) мкДж. На исследуемый материал, помещенный на катод ИК, направлялся сфокусированный кварцевой линзой лазерный пучок. Сигнал с ИК поступал непосредственно на вход осциллографа С1-117 с входным сопротивлением 1 МОм.

В таблице приведены относительные значения эмитированного в вакуум электронного заряда Q, отнормированные на значение для Mg-катода Qmax = 2.3 · 105 электронов/импульс. Обращает на себя внимание близкое (по порядку величины) значение Q как для металлов, так и для полу­проводников и диэлектриков со значительно отличающейся работой выхода, что еще раз свидетельствует о двухфотонном механизме фотоэффекта.

Фотокатод

Ca

Мg

Be

Тi

Pb

Al

Mo

Sn

Cu

Работа выхода, эВ

2,80

3,64

3,92

3,95

4,0

4,25

4,3

4,38

4,4

Q, отн. ед.

0,55

1

0,3

0,35

0,6

0,64

0,18

0,32

0,12

Фото катод

Sn

Cu

Ni

W

Si

Au

CsI

алмаз

Сталь 1Х18Н10Т

Работа

выхода, эВ

4,38

4,4

4,5

4,54

4,8

5,1

6,4

-

-

Q, отн. ед.

0,32

0,12

0,1

0,03

0,05

0,3

0,2

0,4

0,6

Работа выполнена в рамках НИР ГЦ «Интерфизика» «Создание центра исследования физико-химических и биологических характеристик химических соединений на канцерогенную опасность».

Список литературы

1. , ПТЭ. 2000. №4. 41–52.

2. , , Письма в ЖТФ. 2005. Т.31. №17. 43–47.

3. , , и др. Научная Сессия МИФИ-2003. Сборник научных трудов. М: МИФИ. 2003. Т–105.