К. р. наблюдается при энергии ионов E выше некоторой величины E , называемым порогом К. р. Значения E для различных элементов колеблются от единиц до нескольких десятков эв . Количественно К. р. характеризуется коэффициентом распыления S , равным числу атомов, выбитых одним ионом. Вблизи порога S очень мало (10–5 атомов/ион), а при оптимальных условиях S достигает нескольких десятков. Величина S не зависит от давления газа при малых давлениях р < 13,3 н /м2 (0,1 мм рт . ст .), но при р > 13,3 н /м2 (0,1 мм рт . см .) происходит уменьшение S за счёт увеличения числа частиц, осаждающихся обратно на поверхность. На величину S влияют как свойства бомбардирующих ионов — их энергия Ei (рис. 1 ), масса Mi (рис. 2 ), угол падения ее на мишень (рис. 3 ), так и свойства распыляемого вещества — чистота поверхности, температура, кристаллическая структура, масса атомов мишени.
Угловое распределение частиц, вылетающих с распыляемой поверхности, анизотропно. Оно зависит от энергии ионов, а для монокристаллов также от типа кристаллической решётки и строения распыляемой грани. Осадок из распыляемого вещества, образующийся на экране, имеет вид отдельных пятен, причём симметрия картины осадка та же, что и симметрии распыляемой грани и образовавшихся на ней в результате К. р. фигур травления (рис. 4 ). Энергии распылённых частиц колеблются от нескольких долей эв до величин порядка энергии первичных ионов. Средние энергии распыляемых частиц составляют обычно десятки эв и зависят от свойств материала мишени и характеристик ионного пучка.
Лит.: Моргулис Н. Д., Катодное распыление, «Успехи физических наук», 1946, т. 28, в. 2—3, с. 202; Плешивцев Н. В., Катодное распыление, М., 1968; Каминский М., Атомные и ионные столкновения на поверхности металла, пер. с англ., М., 1967; Томпсон М., Дефекты и радиационные повреждения в металлах, пер. с англ., М., 1971.
В. Е. Юрасова.
Pис. 4. Вверху — осадок, образующийся на прозрачном экране, расположенном параллельно распыляемой грани монокристалла Сu [а — грани (100), б — грани (110), в — грани (111)], внизу — углубления, возникающие при этом на поверхностях граней.
Рис. 1. Зависимость коэффициента распыления S медной мишени от энергии Е бомбардирующих ионов.
Рис. 3. Зависимость S от угла падения a ионов, бомбардирующих поверхность Cu, Ta, Fe, Pt (цифры указывают энергию ионов).
Рис. 2. Зависимость коэффициента распыления S от массы бомбардирующих ионов Mi (Е i = 400 эв ).
Катодный повторитель
Като'дный повтори'тель, усилитель электрической мощности, в котором вследствие сильной отрицательной обратной связи выходное напряжение, снимаемое с нагрузки в цепи катода электронной лампы, примерно равно напряжению (повторяет напряжение) на его входе. См. Повторитель .
Катодолюминесценция
Катодолюминесце'нция,люминесценция , возникающая при возбуждении люминофора электронным пучком; один из видов радиолюминесценции. Первоначальное название пучка электронов — катодные лучи, отсюда термин «К.». Способностью к К. обладают газы, молекулярные кристаллы, органические люминофоры, кристаллофосфоры , однако только кристаллофосфоры стойки к действию электронного пучка и дают достаточную яркость свечения. Именно они и применяются в качестве катодолюминофоров.
Для возбуждения К. достаточно, чтобы энергия возбуждающих электронов в ~ 1,5 раза превышала ионизационный потенциал кристаллофосфора. Однако применение таких медленных электронов не позволяет получать устойчивую К.: электроны очень быстро заряжают поверхность люминофора отрицательно, и в результате возбуждающие электроны, отталкиваясь от неё, тормозятся и теряют энергию. При больших же энергиях электронов на поверхности люминофора возникает вторичная электронная эмиссия , и заряд люминофора уносится вторичными электронами. Поэтому в практике применяются пучки электронов с энергией от 100 эв до 25 кэв , а в некоторых случаях, например в оптических квантовых генераторах, — до 1 Мэв .
Обладающие высокой энергией электроны, взаимодействуя с атомами решётки люминофора, ионизуют их, создавая второе поколение электронов, которые, в свою очередь, ионизуют др. атомы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока энергия вырванных из атома электронов достаточна для ионизации. Электроны тормозятся в тонком слое люминофора (тоньше 10–4 см ), поэтому плотность возбуждения очень высока. Образовавшиеся в результате ионизации дырки и электроны мигрируют по решётке и могут захватываться центрами свечения. При рекомбинации на центрах свечения электронов и дырок и возникает К. Центры свечения при К. те же, что и при фотовозбуждении, поэтому спектр К. аналогичен спектру фотолюминесценции. Кпд К. обычно составляет 1—10%, основная же часть энергии электронного пучка переходит в тепло. К. широко применяется в технике, особенно в вакуумной электронике. К. обусловлено свечение экранов черно-белых и цветных телевизоров, различных осциллографов, электронно-оптических преобразователей и т.д. Явление К. положено в основу создания оптических квантовых генераторов, возбуждаемых электронным пучком, на AsGa, CdS, ZnS и др.
Лит.: Москвин А. В., Катодолюминесценция, ч. 1—2, М. — Л., 1948—49; Электронно-лучевые трубки и индикаторы, пер. с англ., ч. 1—2, М., 1949—50.
Э. А. Свириденков.
Каток
Като'к, участок ровной ледяной поверхности, предназначенный для катания на коньках и санках. По функциональному назначению различают К. спортивные и массового катания. Спортивные используются для учебных занятий и соревнований по конькобежному и санному спорту, фигурному катанию на коньках, хоккею. Массовые К. являются местом для активного отдыха, игр и развлечений. По способу подготовки ледяной поверхности К. разделяются на естественные (которые устраивают на естественных водоёмах зимой), наливные (оборудуются на естественном или искусственном основании, чаще всего на спортивных площадках, стадионах, асфальтированных участках) и искусственные (создаются с помощью специальных холодильных установок). Спортивные К. получили широкое распространение главным образом в странах с устойчивой зимой, особенно в скандинавских странах, СССР, Нидерландах, Канаде, США. В СССР в 1971 было 18 тыс. К., в том числе около 70 искусственных. В 50—60-е гг. во многих крупных городах Европы, Канады и США сооружены искусственные спортивные К. Наиболее известные из них: в Гренобле (Франция), Инцелле (ФРГ), Гётеборге (Швеция), Девентере (Нидерланды), Берлине (ГДР), Будапеште (Венгрия), Свердловске (СССР) — для конькобежного спорта; в Москве (на Центральном стадионе им. В. И. Ленина), Ленинграде («Юбилейный»), Киеве, Минске, Праге (ЧССР), Стокгольме (Швеция), Цюрихе (Швейцария), Монреале и Торонто (Канада), Саппоро (Япония) и др. — для хоккея и фигурного катания. Среди высокогорных К. наибольшей популярностью пользуются К. в Давосе (Швейцария), в Кортина-д'Ампеццо (Италия), в Инцеллс, Медео (СССР).
А. П. Галли, В. В. Лысенко.
