Quid est Effectus Schottky?

Quid est Effectus Schottky?

Definitio Effectus Schottky

Effectus Schottky definitur ut reductio in energia necessaria ad electronos removendi ab superficie solida in vacuo, quando agitur cum campo electrico. Hoc augmentat emissionem electronorum ex materialibus calefactis et influunt in currentem thermionicum, energiam ionizationis superficiei, et limen photoelectricum. Nomen huius effectus derivatur a Waltero H. Schottky, et est crucialis pro dispositivis emissionis electronorum sicut canones electronici.

Emissio Thermionica

Ad intellectum effectus Schottky, primum oportet nos recensere conceptus emittendi thermionici et functionis operativae.

Emissio thermionica est emissio (emissio) portantium charge (ionorum vel electronorum) ab superficie materialis propter energiam thermicam ei datam. In materiali solido, sunt saepe unus vel duo electroni pro singulo atomo qui liberi sunt ad moveri ab uno atomo ad alium secundum theoria bandarum. Haec electrona possunt effugere ab superficie si habeant satis energiam ut superent barriera potentialem quae eos ad materiale constringit.

Functio operativa definitur ut minima energia necessaria ad electronum effugiendum ab superficie materialis propter energiam thermicam. Variat secundum materiale, structuram crystallinam, conditionem superficiei, et environmentum. Functio operativa minor resultat in maiore emissione electronorum.

Relatio inter densitatem currentis thermionici J et temperaturam T metallo calefacti datur per legem Richardson, quae mathematica similis est aequationi Arrhenii:

ubi W est functio operativa metalli, k est constantia Boltzmann, AG est productum constantiae universalis A0 multiplicatum per factor correctionis specifici materialis λR qui est saepe ordo 0.5.

Rola Campi Electrici

Nunc possumus explicare quomodo campum electricum afficit emissionem thermionicam et causat effectum Schottky.

Applicando campum electricum ad materiale calefactum, diminuitur barriera potentialis, permittens electronis pluribus effugere. Hoc reducit functionem operativam per quantitatem ΔW, augmentans currentem thermionicum. Barriera diminuta ΔW calculatur per:

Aequatio Richardson modificata, quae computat hanc barriera diminutam, est:

Aequatio Richardson modificata, quae computat hanc barriera diminutam, est:

Haec aequatio describit effectum Schottky vel emissionem thermionica augmentatam per campum, quae occurrunt quando moderatum campum electricum (inferius quam circa 108 V/m) applicatur ad materiale calefactum.

Emissio Campi

Cum valde fortis campum electricum (super 108 V/m) applicatur ad materiale calefactum, alia emissio electronica occurrere potest, nominata emissio campi vel tunneling Fowler-Nordheim.

In hoc casu, campum electricum ita fortis est ut creet barriera potentialis valde tenuem, quae permittit electronis transire per eam sine satis energiam thermicam. Huiusmodi emissio vel tunneling independet a temperatura et pendet tantum a vi campi electrici.

Effectus combinati emissionis thermionicae augmentatae per campum et emissionis campi possunt modelari per aequationem Murphy-Good pro emissione thermo-campi (T-F). Ad campos etiam fortiores, emissio campi dominat modum emissionis electronicae, et emitter operatur in regimine "cold field electron emission (CFE)".

Applicationes

Effectus Schottky utilitas habet in dispositivis sicut microscopiorum electronicorum, tubis vacuum, lampadibus gas discharge, cellulis solaribus, et in nanotechnologia.

Summa

Effectus Schottky est phenomenon in physica quod reducit energiam necessariam ad electronos removendi ab superficie solida in vacuo, quando agitur cum campum electricum. Hoc augmentat emissionem electronorum ab superficie materialis calefacti et influunt in currentem thermionicum, energiam ionizationis superficiei, et limen photoelectricum.

Effectus Schottky occurrere potest quando moderatum campum electricum diminuit barriera potentialis quae prohibet electronos effugere ab superficie, quod reducit functionem operativam et augmentat currentem thermionicum. Relatio inter densitatem currentis thermionici et temperaturam, functionem operativam, et vim campi electrici potest describi per aequationem Richardson modificatam.