Детекторы излучения. Загрубский А.А - 49 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

При конечной температуре часть элек-
тронов v-зоны переходит в зону проводимо-
сти. Вероятность того, что при термическом
равновесии в кристалле состояние с энергией
Е при температуре Т будет занято электро-
ном, определяется
ФУНКЦИЕЙ ФЕРМИ:
[]
kTFE
f
)(exp1
1
−+
=
, .2) (4.3
Ф
ph
E
c
E
v
0
E
h
ν
А
F
х
E
к0
E
к1
E
вак
Рис. 4.3.2
где F – энергия Ферми.
В валентной зоне
Е – F < 0, f ≈ 1, так что ПОЧТИ ВСЕ состояния
заняты при любой разумной температуре. В зоне проводимости, напро-
тив,
Е – F > 0, f ≈ 0 и ПОЧТИ ВСЕ состояния свободны.
Энергия, необходимая для отрыва электрона в вакуум, зависит от
способа возбуждения. В фотоэлектронной эмиссии квант света имеет
вполне определенную энергию и ему все равно, из каких состояний вы-
бивать электрон. Но в с-зоне их концентрация на 5 – 8 порядков мень-
ше, чем в v-зоне, поэтому красной границей фотоэффекта следует
считать энергетический интервал от уровня вакуума до верха валентной
зоны
1
, Ф
ph
– фотоэлектронная работа выхода.
При термоэлектронной эмиссии возбуждение и отрыв электронов
происходят за счет тепловой энергии. Хоть в с-зоне электронов мало, но
зато на их отрыв нужно меньше энергии, так что вероятность их возбу-
ждения в
(
)
kTE
g
Δexp
раз больше. В среднем получается, что энергия,
необходимая для отрыва одного термоэлектрона, равна
Ф
t
– термоэлек-
тронная работа выхода. Именно она фигурирует в уравнении Ричардсо-
на–Дешмана, стр.
44.
Процесс фотоэлектронной эмиссии из твердого тела можно рас-
сматривать как последовательность трех этапов, см. рис.
4.3.2:
1) поглощение падающего фотона
h
ν
, приводящее к возбуждению
электрона до энергий, достаточных для выхода;
2) диффузия возбужденного электрона к поверхности твердого те-
ла;
1
Это не значит, что из с-зоны нельзя выбить фотоэлектронов. Просто для
этого нужны большие освещенности или очень чувствительные приборы. ФЭУ,
которые по паспорту не чувствительны к видимому свету (Ф
ph
> 3 эВ), тоже
приходится защищать от паразитной засветки.
49

Страницы