షాట్కీ ప్రభావం ఏంటి?

శాట్కీ ప్రభావం ఏం?

శాట్కీ ప్రభావం నిర్వచనం

శాట్కీ ప్రభావం అనేది వాక్యంలో ఒక విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రయోగించబడినప్పుడు వాక్యంలో ఎలక్ట్రాన్లను తొలగించడానికి అవసరమైన శక్తిని తగ్గించడం. ఇది ఉష్ణీభవిత పదార్థాల నుండి ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహాన్ని పెంచుతుంది మరియు థర్మియన్ ప్రధాన ప్రవాహం, పృష్ఠ ఆయనీకరణ శక్తి, మరియు ఫోటోఇలక్ట్రిక్ గడటి ప్రభావం చేస్తుంది. వాల్టర్ ఎచ్. శాట్కీ పేరు ప్రకారం, ఈ ప్రభావం ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహం యంత్రాలు వంటి ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహం యంత్రాలకు ముఖ్యం.

థర్మియన్ ప్రవాహం

శాట్కీ ప్రభావాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, ముందుగా థర్మియన్ ప్రవాహం మరియు పని ప్రభావం భావనలను పరిశీలించాలి.

థర్మియన్ ప్రవాహం అనేది ఒక పదార్థం యొక్క పృష్ఠం నుండి చార్జ్ క్రియాత్మకాలు (యోన్లు లేదా ఎలక్ట్రాన్లు) ఉష్ణీభవిత శక్తి ప్రయోగించబడినప్పుడు విడుదల అయ్యేది. ఒక ఘన పదార్థంలో, ప్రతి పరమాణుకు సాధారణంగా ఒక లేదా రెండు ఎలక్ట్రాన్లు బాండ్ సిద్ధాంతం ఆధారంగా మీద కొనసాగించవచ్చు. ఈ ఎలక్ట్రాన్లు వాటికి పదార్థంతో బాధ్యత చేసే ప్రభావ బారియైనా ప్రయత్నించినట్లయితే, వాటి పృష్ఠం నుండి విడుదల అవసరం ఉంటుంది.

పని ప్రభావం అనేది ఒక పదార్థం యొక్క పృష్ఠం నుండి ఎలక్ట్రాన్లను ఉష్ణీభవిత శక్తి ద్వారా విడుదల చేయడానికి అవసరమైన కనీస శక్తి. ఇది పదార్థం, దాని క్రిస్టల్ నిర్మాణం, పృష్ఠ పరిస్థితి, మరియు వాతావరణం ఆధారంగా మారుతుంది. తక్కువ పని ప్రభావం అధిక ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహాన్ని ఫలితంగా చేస్తుంది.

ఒక ఉష్ణీకరించబడిన లోహం యొక్క తాపం T మరియు థర్మియన్ ప్రవాహం సాంద్రత J మధ్య సంబంధం రిచర్డ్సన్ సూత్రం ద్వారా ఇచ్చబడుతుంది, ఇది అర్రెనియస్ సమీకరణానికి గణితశాస్త్రంగా సమానం:

ఇక్కడ W అనేది లోహం యొక్క పని ప్రభావం, k అనేది బోల్ట్మన్ స్థిరాంకం, AG అనేది ఒక యునివర్సల్ స్థిరాంకం A0 ప్రాక్టికల్ సరకించిన పదార్థాన్ని λR తో గుణించబడుతుంది, ఇది సాధారణంగా 0.5 యొక్క పరిమాణంలో ఉంటుంది.

విద్యుత్ క్షేత్రం పాత్ర

ఇప్పుడు, మేము విద్యుత్ క్షేత్రం ఎలా థర్మియన్ ప్రవాహాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు శాట్కీ ప్రభావాన్ని కారణం చేస్తుంది అనేది వివరించవచ్చు.

ఉష్ణీకరించబడిన పదార్థానికి విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రయోగించడం ప్రభావ బారిని తగ్గించడం ద్వారా అనేక ఎలక్ట్రాన్లను విడుదల చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఇది పని ప్రభావాన్ని ΔW విలువ తగ్గించడం ద్వారా థర్మియన్ ప్రవాహాన్ని పెంచుతుంది. ప్రభావ బారి తగ్గించడం ΔW ఈ విధంగా లెక్కించబడుతుంది:

ఈ ప్రభావ బారి తగ్గించడానికి హిసాబు చేసుకున్న రిచర్డ్సన్ సమీకరణం:

ఈ ప్రభావ బారి తగ్గించడానికి హిసాబు చేసుకున్న రిచర్డ్సన్ సమీకరణం:

ఈ సమీకరణం శాట్కీ ప్రభావం లేదా క్షేత్ర ప్రభావిత థర్మియన్ ప్రవాహాన్ని వివరిస్తుంది, ఇది ఒక మధ్యస్థ విద్యుత్ క్షేత్రం (సుమారు 108 V/m కంటే తక్కువ) ఉష్ణీకరించబడిన పదార్థానికి ప్రయోగించబడినప్పుడు జరుగుతుంది.

క్షేత్ర ప్రవాహం

ఒక ఉష్ణీకరించబడిన పదార్థానికి చాలా ఎక్కువ విద్యుత్ క్షేత్రం (108 V/m కంటే ఎక్కువ) ప్రయోగించబడినప్పుడు, క్షేత్ర ప్రవాహం లేదా ఫోల్వర్-నోర్డ్హైమ్ టనెలింగ్ అనేది జరుగుతుంది.

ఈ విధంగా, విద్యుత్ క్షేత్రం చాలా ఎక్కువ ఉంటే, ఇది ఎలక్ట్రాన్లను ప్రయత్నించినట్లయితే, వాటికి ప్రయత్నించిన ఉష్ణీభవిత శక్తి లేకుండా టనెల్ చేయడానికి చాలా తనిఖీ ప్రభావ బారి సృష్టిస్తుంది. ఈ రకమైన ప్రవాహం లేదా టనెలింగ్ తాపంపై ఆధారపడదు మరియు విద్యుత్ క్షేత్ర శక్తిపై మాత్రమే ఆధారపడుతుంది.

క్షేత్ర ప్రభావిత థర్మియన్ మరియు క్షేత్ర ప్రవాహాల సంయోజిత ప్రభావాలను మర్ఫీ-గుడ్ సమీకరణం ద్వారా మాదిరి చేయవచ్చు. అంతకన్నా ఎక్కువ క్షేత్రాల్లో, క్షేత్ర ప్రవాహం ప్రధాన ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహ మెకానిజం అవుతుంది, మరియు ప్రసారం "చల్లా క్షేత్ర ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహం (CFE)" రీజిమ్ లో పని చేస్తుంది.

వ్యవహారాలు

శాట్కీ ప్రభావం ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్లు, వాక్యంలో ట్యూబ్లు, గ్యాస్ డిస్చార్జ్ లాంపులు, సోలర్ సెల్లులు, మరియు నానోటెక్నాలజీలో ఉపయోగించబడుతుంది.

సారాంశం

శాట్కీ ప్రభావం అనేది విద్యుత్ క్షేత్రం ప్రయోగించబడినప్పుడు వాక్యంలో ఎలక్ట్రాన్లను తొలగించడానికి అవసరమైన శక్తిని తగ్గించడం. ఇది ఉష్ణీకరించబడిన పదార్థం యొక్క పృష్ఠం నుండి ఎలక్ట్రాన్ ప్రవాహాన్ని పెంచుతుంది మరియు థర్మియన్ ప్రధాన ప్రవాహం, పృష్ఠ ఆయనీకరణ శక్తి, మరియు ఫోటోఇలక్ట్రిక్ గడటి ప్రభావం చేస్తుంది.