Физика твердого тела: Письменные лекции. Шерстюк А.И. - 56 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

способны выходить из металла. Поэтому нагретый металл испускает
электроны. Это явление получило название
термоэлектронной эмиссии.
Плотность тока эмиссии определяется формулой Ричардсона – Дешмена:
j = AT
2
exp ( - χ
0
/κΤ) (49)
где А = 4πem
n
k
2
/h
3
- постоянная Ричардсона. Здесь к - постоянная
Больцмана, е и m - заряд и масса электрона, h – постоянная Планка.
Согласно формуле (49), плотность тока эмиссии сильно зависит от
температуры. Так, при повышении температуры вольфрамового катода от
1000 до 2500 К плотность тока эмиссии возрастает примерно на 16
порядков.
Внешнее ускоряющее электрическое поле вызывает не только
понижение потенциального барьера, но
и уменьшение его толщины, что
делает барьер достаточно прозрачным для туннельного просачивание
электронов и выхода их из твердого тела. Это явление получило название
холодной эмиссии электронов Плотность тока холодной эмиссии резко
возрастает с увеличением напряженности ускоряющего поля:
j = C Ε
2
e
– α/Ε
(50)
где С и α − постоянные, характеризующие потенциальный барьер.
Контактная разность потенциалов. Если привести два проводника,
например, два разных металла в соприкосновение, между ними возникает
разность потенциалов, которая называется контактной. Контактная
разность потенциалов обусловлена тем, что при соприкосновении
металлов часть электронов из одного металла переходит в другой. В
изолированном состоянии электронный газ в этих проводниках
характеризуется химическими потенциалами µ
1
и
µ
2
и работами выхода
χ
1
и
χ
2
(Рисунок 27а). Если в первом металле уровень Ферми лежит выше,
чем во втором, то при возникновении контакта электроны с самых
высоких уровней в первом металле станут переходить на более низкие
свободные уровни второго металла, пока уровни Ферми не окажутся на
одной высоте (µ
1
= µ
2
).(Рис. 27б). При этом между проводниками
установится равновесие, которому отвечает равновесная разность
потенциалов между ними:
ϕ
12 =
ϕ
2
− ϕ
1
= χ
02
/e − χ
01
/e (51)

Страницы