Shottki effekti nima?

Shottki effekti nima?

Shottki effekti ta'rif

Shottki effekti - bu elektr maydoni ta'sirida vakumda qatlam sathidan elektronlarni olib tashlash uchun zarur bo'lgan energiya kamayishi. Bu ishchi materialdan elektronlar chiqishini oshiradi va termionik oqim, sathiy ionlashtirish energiyasi va fotoelektr zaxiralari ustiga ta'sir qiladi. Ushbu effekt Walter H. Shottki nomi bilan atalgan va elektron chiqaruvchilar kabi qurilmalarda muhim ahamiyatga ega.

Termionik chiqish

Shottki effektini tushunish uchun, avvalo termionik chiqish va ish funksiyasi konseptlarini ko'rib chiqishimiz kerak.

Termionik chiqish - bu uning sathiga berilgan issiqlik energiyasining ta'siri ostida material sathidan zaryad egalarining (ionlar yoki elektronlar) chiqishi (chiquvishi). Jismlarda har bir atom uchun adashik band teoriyasi asosida bitta yoki ikkita elektron mavjud bo'lishi mumkin, ular atomlardan boshqa atomlarga o'tishga imkoniyatga ega. Agar ular materialga bog'liqligini hisobga olgan holda yetarli energiyaga ega bo'lsa, ular sathidan chiqishlari mumkin.

Ish funksiyasi - bu material sathidan elektronning chiqish uchun zarur bo'lgan minimum energiya. U material, kristall struktura, sath holati va mohitga qarab farq qiladi. Kamroq ish funksiyasi yanada ko'p elektron chiqishiga olib keladi.

Issiqlik berilgan metallning temperaturasi T va termionik chiqish oqim yog'ligi J orasidagi munosabat Richardson qonuni bilan ifodalanadi, bu matematik jihatdan Arrhenius tenglamaga o'xshash:

Bu yerda W - metallning ish funksiyasi, k - Boltzmann konstantasi, AG - universaliy konstanta A0 va materialga xos to'g'rilash faktori λR ko'paytmasi, bu faktor obichnosha 0.5 qiymatda.

Elektr maydoni roli

Endi, biz elektr maydoni termionik chiqishga qanday ta'sir qilishi va Shottki effektini o'z ichiga olishini tushuntiramiz.

Issiqlik berilgan materialga elektr maydoni ta'sir ettirilganda, potentsial barier kamayadi va ko'proq elektronlar chiqishlari mumkin. Bu ish funksiyasini ΔW miqdorida kamaytiradi va termionik oqimni oshiradi. Barier kamayishi ΔW quyidagicha hisoblanadi:

Bu barier kamayishini hisobga oladigan o'zgartirilgan Richardson tenglami quyidagicha:

Bu barier kamayishini hisobga oladigan o'zgartirilgan Richardson tenglami quyidagicha:

Bu tenglama Shottki effekti yoki maydon bilan oshirilgan termionik chiqishni ifodalaydi, bu effekt 10^8 V/m dan past maydon ta'sirida yuz beradi.

Maydon chiqishi

Agar 10^8 V/m dan yuqori maydon issiqlik berilgan materialga ta'sir ettirilsa, maydon chiqishi yoki Fowler-Nordheim tunneling deb ataladigan boshqa turdagi elektron chiqishi sodir bo'ladi.

Bu holatda, elektr maydoni shunchaki kuchli bo'lib, elektronlar uni o'tish uchun yetarli issiqlik energiyasiga ega emasligicha juda ozroq potentsial barier yaratadi. Bu turdagi chiqish yoki tunneling temperaturadan qat'iy ravishda mustaqil bo'lib, faqat elektr maydon kuchiga bog'liq.

Maydon bilan oshirilgan termionik va maydon chiqishi kombinatsiyasi Murphy-Good tenglamasi orqali thermo-field (T-F) chiqishi uchun model qilinishi mumkin. Yuqori maydonlarda, maydon chiqishi elektron chiqish mekanizmi bo'lib, emitator "sovuq maydon elektron chiqishi (CFE)" rejimida ishlaydi.

Qo'llanmalar

Shottki effekti elektron mikroskoplar, vakuum lampalar, gaz chiqaruvchi lampalar, solnechniy elementlar va nanotexnologiyalarda qo'llaniladi.

Yakun

Shottki effekti - bu fizikada elektr maydoni ta'sirida vakumda qatlam sathidan elektronlarni olib tashlash uchun zarur bo'lgan energiya kamayishi. U ishchi material sathidan elektronlar chiqishini oshiradi va termionik oqim, sathiy ionlashtirish energiyasi va fotoelektr zaxiralari ustiga ta'sir qiladi.

Shottki effekti - bu umumiy elektr maydoni sathidan elektronlarning chiqishini ta'minlovchi potentsial barier kamayishi, bu ish funksiyasini kamaytirib, termionik oqimni oshiradi. Termionik oqim yog'ligi, temperatura, ish funksiyasi va elektr maydon kuchi orasidagi munosabat o'zgartirilgan Richardson tenglamasi orqali ifodalangan.