Поверхнева іонізація, термічна десорбція (випар) позитивних (позитивна П. і.) або негативних (негативна П. і.) іонів з поверхонь твердих тіл. Щоб емісія іонів при П. і. була стаціонарною, швидкість вступу на поверхню відповідних іонам атомів, молекул або радикалів (за рахунок дифузії цих часток з об'єму тіла або що протікає одночасно с П. і. адсорбції ) повинна дорівнювати сумарній швидкості десорбції іонів і нейтральних часток. П. і. відбувається і при власному випарі твердих тіл, наприклад тугоплавких металів.
Кількісною характеристикою П. і. служить міра П. і. a= n i /n 0 , де n i і n 0 — потоки однакових по хімічному складу іонів, що одночасно десорбуються, і нейтральних часток. n i = CN exp ( —l i /kt ), а n 0 = DN exp ( —l 0 /k T ), тут до — Больцмана постійна, T — абсолютна температура поверхні, l i і l 0 — теплоти десорбції в іонному і нейтральному станах, N — концентрація часток даного сорту на поверхні, а коефіцієнти З і D слабо (порівняно з експонентами) залежать від Т . Звідси
а = .
Взаємодію часток з поверхнями відображують кривими типа показаною на мал. 1 . Перехід з кривій для нейтральних часток А на криву для іонів А + на відстані х ® ¥ від поверхні відповідає іонізації частки з переведенням електрона, що звільнився, в тверде тіло. Потрібна для цього енергія рівна e ( V —j); V — іонізаційний потенціал частки, еj — робота виходу тіла, е — заряд електрона. Вираження а через ці величини приводить до Ленгмюра — Саха рівнянню, причому для позитивної П. і. ( l i+ — l 0 ) = e ( V —j), а для негативної П. і. ( l i- — l 0 ) = е (j— S ), де es — енергія спорідненості до електрона частки. П. і. найбільш ефективна (а велике) для часток з l i < l 0 або j > V і S > j ; а для них зменшується із зростанням Т . При зворотних нерівностях П. і. посилюється із зростанням Т ( мал. 2 ). l i і l 0 залежать від N — зазвичай l i зростає, а l 0 падає із збільшенням N. Якщо при Т > Т 0 дотримується умова ефективною П. і. ( l i < l 0 і n i >> n 0 ), то при Т = Т 0 знак ( l 0 — l i ) міняється, а а починає стрибкоподібно падати до малих значень. Т 0 називається температурним порогом П. і.
Зовнішнє електричне поле Е, прискорююче іони з поверхні, знижує величину l i . При E < 10 7 в/см це зниження D l = е = 3,8×10 - 4 ев ( E має бути виражене в в/см ) . Відповідно зростає а. Якщо l i < l 0 і n I > n 0 , Е при стаціонарній П. і. зменшує N і T 0 . Так, T 0 для атомів Cs на W з 1000 До при Е = 10 4 в/см знижується до 300 ° K при Е = 10 7 в/см. Це дає підставу розглядати явища десорбції і випару іонів електричним полем при низьких Т як П. і. Сучасна експериментальна техніка дозволяє спостерігати П. і. часток з V £ 10 в і S ³ 0.6 в . За допомогою електричного поля ці межі можуть бути істотно розширені.
Приведені вище закономірності П. і. справедливі (підтверджені досвідом) для однорідних поверхонь. Проте на практиці частіше доводиться мати справу з неоднорідними поверхнями. на яких l 0 , l i , j і N неоднакові на різних ділянках. У таких випадках вказані залежності а від Т і Е зберігаються для деяких усереднених значень l 0 , l i і j.
П. і. широко використовується в іонних джерелах різного призначення, в чутливих детекторах часток, для компенсації об'ємного заряду електронів в термоелектронних перетворювачах, перспективна для створення плазмових двигунів, а також лежить в основі багатьох методів вивчення физико-хімічних характеристик поверхонь твердих тіл і часток, що взаємодіють з ними.
Літ.: Зандберг Е. Я., Іонів Н. І., Поверхнева іонізація, М-код,, 1969.
