Физические основы микроэлектроники. Попов В.Ф. - 45 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 36 Схема образования профиля концентрации
примесей в твердом теле:
1 – для неканалированных ионов; 2 – реальное распределение;
3 – для каналированных ионов
10.2 Работа выхода
При сближении атомов и образовании из них кристаллов потенциальные барьеры для электронов, отделяющие
соседние атомы, понижаются и сужаются. Потенциальный же барьер у поверхности кристалла (у внешней его границы)
остается практически столь же высоким, как и у изолированных атомов (рис. 37, а).
Поэтому электроны в кристалле находятся как бы в потенциальной яме, выход из которой требует затраты работы по
преодолению силы, действующей на них со стороны кристалла. В случае металлов выражение для этой силы легко определить
из следующих соображений.
а)
б) в)
Рис. 37 Работа выхода электронов из металла:
а – потенциальный барьер для электронов у поверхности металла;
б – силы электрического изображения; в – изменение потенциальной энергии электрона с удалением его от поверхности металла
Электрон, вышедший из металла и находящийся у его поверхности на расстоянии x (рис. 37, б), индуцирует в металле
заряд +q. Этот наведенный заряд действует на вышедший электрон так, как если бы он был сосредоточен под поверхностью
металла на глубине x в точке, симметричной той, в которой находится электрон. Индуцированный заряд +q называют
поэтому электрическим изображением заряда –q. Он притягивает электрон с силой
2
0
16 x
q
F
πε
−
= , (10.3)
называемой силой электрического изображения.
На расстоянии x
0
от поверхности кристалла порядка или меньше межатомного определить силы, удерживающие
электрон в кристалле, довольно трудно и выражение (10.3) для x < x
0
неприменимо. Для большинства практически важных
задач достаточно знать лишь полную высоту барьера, отсчитанную от дна зоны проводимости Е
с
, называемую внешней
работой выхода χ
вн
и высоту барьера, отсчитанную от уровня Ферми, которую называют термодинамической работой
выхода χ
0
(рис. 37, в).
Большое влияние на работу выхода оказывают мономолекулярные адсорбционные слои. На рис. 38, а показан
одноатомный слой цезия, покрывающий поверхность вольфрама. Цезий является щелочным металлом. Его внешний

Страницы