X’hu l-Effett Schottky?

X’da huwa l-Effett Schottky?

Definizzjoni tal-Effett Schottky

L-effett Schottky jingħatax definizzjoni bħala tnaqqas fl-enerġija neċessarja biex toħloku l-elettroni minn fuq is-silġ tal-materjal f’vakanju meta jiġi applikat kamp elettriku. Dan jagħmel li tkun hemm inċreż ta’ sliġġ tal-elettroni minn materjal imisħu u taħdem fuq il-kurrent termioniku, l-enerġija tas-silġ tal-ionizzazzjoni, u l-livell tal-fotokurrent. Din l-effett, tassalit lil Walter H. Schottky, hija importanti għall-dispożitivi tal-emissjoni tal-elettronijiet bħal l-armi tal-elettroni.

Emissjoni Termionika

Biex nifhmu l-effett Schottky, l-aħħar għandna nara l-emissjoni termionika u l-konċetti tal-funzjoni tal-ħdied.

L-emissjoni termionika hi l-emissjoni (rilax) tal-karriġer tal-kaġġ (jonijiet jew elettroni) mis-silġ tal-materjal għall-enerġija termika li tiġi mogħtiha. Fl-materjal solidu, solitament hemm waħed jew żewġ elettroni għal kull atomu li huma ħluq biex jmovu mill-atomu għall-ieħor bsirjeta tal-band. Dawn l-elettroni jistgħu jkunu jħalqu minn fuq is-silġ jekk ikollhom abbaż l-enerġija neċessarja biex jgħalqu l-barriera potenzjali li ttieħdu magħmula mal-materjal.

Il-funzjoni tal-ħdied hija definita bħala l-enerġija minimu neċessarja biex l-elettron jħalq minn fuq is-silġ tal-materjal għall-enerġija termika. Tidifferi skont il-materjal, it-taljen kristallin, l-ħal tas-silġ, u l-ambjent. Funzjoni tal-ħdied inqas turi r-resultat ta’ emissjoni ta’ elettroni akbar.

Ir-relazzjoni bejn id-densità tal-kurrent termioniku J u t-tempertura T ta’ metal imisħu hija data mill-liġi ta’ Richardson, li hija matematikament analoġa ll-equazzjoni ta’ Arrhenius:

fejn W hija l-funzjoni tal-ħdied tal-metal, k hija l-kostanti ta’ Boltzmann, AG hija l-prodott tal-kostanti univerversali A0 moltiplikat bl-koefiċjent tal-korezzjoni speċifiċi għall-materjal λR li tipikament huwa ta’ ordni 0.5.

Ir-Ruħa tal-Kamp Elettriku

Issa, nistgħu nispjegaw kif il-kamp elettriku taħdem fuq l-emissjoni termionika u jkun l-effett Schottky.

Meta tikseb kamp elettriku ma’ materjal imisħu, tnaqqas il-barriera potenzjali, allura jkun hemm iktar elettroni li jistgħu jħalqu. Dan jnaqqas il-funzjoni tal-ħdied bi ammont ΔW, u jżid il-kurrent termioniku. Il-naqs fi l-barriera ΔW jikkalkulaw billi:

L-equazzjoni ta’ Richardson modifikata li tikkonsidera dan il-naqs fil-barriera hija:

L-equazzjoni ta’ Richardson modifikata li tikkonsidera dan il-naqs fil-barriera hija:

Din l-equazzjoni tdeskriwixxi l-effett Schottky jew l-emissjoni termionika mħejjega mill-kamp, li jkun meta kamp elettriku moderat (inqas minn 108 V/m) jiġi applikat ma’ materjal imisħu.

Emissjoni tal-Kamp

Meta kamp elettriku ħafna qatt (ta’ 108 V/m jew aktar) jiġi applikat ma’ materjal imisħu, jkun hemm emissjoni differenti tal-elettroni semita l-emissjoni tal-kamp jew tunneling ta’ Fowler-Nordheim.

F’dan il-każ, il-kamp elettriku huwa qattan li jkun hemm barriera potenzjali ħafna ddeli li tpermet li l-elettroni jitunneljaw permezz tagħha mingħajr li jkollhom abbaż l-enerġija termika. Din it-tip ta’ emissjoni jew tunneling hija indipendenti mit-tempertura u tintufuli biss mill-qwi ta’ kamp elettriku.

L-effetti kombinati tal-emissjoni termionika mħejjega mill-kamp u tal-emissjoni tal-kamp jistgħu jiġu modellati bl-equazzjoni ta’ Murphy-Good għal l-emissjoni termofield (T-F). F’kamps ankor aktar qattan, l-emissjoni tal-kamp tdiventa l-mekkanismu preponderanti tal-emissjoni tal-elettroni, u l-emittent jopra fis-sovkuttant “emissjoni tal-elettroni f’kamp fredd (CFE)”.

Aplikazzjonijiet

L-effett Schottky jingħata utilizzat fid-dispożitivi bħal mikroskopji elettroniki, tubi vakanju, lampi tas-silġ tad-gas, ċelli soġġar, u ft-teknoloġija nanoteknoloġika.

Kkonkluzzjoni

L-effett Schottky huwa fenomenu fit-fizika li jnaqqas l-enerġija neċessarja biex toħloku l-elettroni minn fuq is-silġ tal-materjal f’vakanju meta jiġi applikat kamp elettriku għal is-silġ. Din tżid is-sliġġ tal-elettroni mis-silġ tal-materjal imisħu u taħdem fuq il-kurrent termioniku, l-enerġija tas-silġ tal-ionizzazzjoni, u l-livell tal-fotokurrent.

L-effett Schottky jkun meta kamp elettriku moderat jnaqqas il-barriera potenzjali li tpreveni l-elettroni minn jħalqu mis-silġ, li jnaqqas il-funzjoni tal-ħdied u jżid il-kurrent termioniku. Ir-relazzjoni bejn id-densità tal-kurrent termioniku u t-tempertura, l-funzjoni tal-ħdied, u l-qwi tal-kamp elettriku tista’ tdeskritta bl-equazzjoni ta’ Richardson modifikata.