Контактная разность потенциалов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Автоэлектрическая эмиссия

Автоэлектрическая эмиссия - квантово-механическое явление. Ее эмиссионная способность в миллионы раз больше, чем у всех других известных видов эмиссии. Сейчас это явление переживает второе рождение в связи с его замечательными применениями в микроскопии, электронной голографии атомного разрешения, наноэлектронике. В случае автоэлектронной эмиссии внешнее электрическое поле превращают потенциальный порог на границе тела в барьер конечной ширины, и уменьшает его высоту относительно высоты первоначального порога, вследствие чего становиться возможным квантово-механическое туннелирование электронов сквозь барьер. При этом эмиссия происходит без затраты энергии электрическим полем. Под электронной эмиссией понимается испускание электронов из твердого тела или какой-либо другой среды. Наибольший интерес представляет эмиссия электронов в вакуум. Тело, из которого испускаются электроны, называется катодом. Электроны не могут самопроизвольно покинуть поверхность катода, так как для этого надо совершить работу против внутренних сил, удерживающих их на границе раздела катод-вакуум. Таким образом, для того чтобы высвободить электроны из катода, необходимо затратить энергию. По способу, которым эта энергия передается катоду, эмиссионные процессы называются термоэмиссией, когда энергия передается электронам при нагревании катода за счет тепловых колебаний решетки; вторичной электронной эмиссией, когда эта энергия передается другими частицами (электронами или ионами, бомбардирующими катод); фотоэлектронной эмиссией, при которой электроны выбиваются квантами света, и т. п. Автоэлектрической эмиссией называется явление испускания электронов в вакуум с поверхности твердого тела или другой среды под действием очень сильного электрического поля напряженностью F = 107-108 В/см. Для того чтобы создать такие сильные электрические поля, к обычным макроскопическим электродам необходимо было бы прикладывать напряжения в десятки миллионов вольт. Практически автоэлектронную эмиссию можно возбудить при гораздо меньших напряжениях, если придать катоду форму тонкого острия с радиусом вершины в десятые или сотые доли микрона. Сейчас реализованы условия, когда при микроскопических расстояниях катод-анод, равных единицам или долям микрона, и очень малых радиусах кривизны катода r = 20-50 Б (1 Б = 10- 8 см) авто эмиссию удается получать при напряжениях всего в сотни и даже десятки вольт. Среди эмиссионных явлений авто эмиссия занимает особое место, так как это чисто квантовый эффект, при котором для высвобождения электронов из катода не требуется затрат энергии на сам эмиссионный акт в отличие от термо-, фото- и вторичной эмиссии. Работа против сил, удерживающих электрон внутри катода, обычно представляется в виде энергетической диаграммы. Совершение работы против удерживающих сил равнозначно тому, что электрону требуется преодолеть потенциальный барьер U, созданный этими силами. Основными силами, удерживающими электрон на поверхности катода, являются так называемые силы зеркального изображения. Они связаны с тем, что электрон, покидающий катод, поляризует электронный газ внутри твердого тела таким образом, как будто он создает внутри положительный заряд, равный по абсолютной величине заряду эмитированного электрона. Взаимодействие между этими зарядами осуществляется по закону Кулона.

 

 

 

 

 

 

 

Эффект Молтера

Существует еще один вид эмиссии электронов под действием поля - так называемый эффект Молтера. Эмиссия Молтера наблюдается при наличии на поверхности металла тонких диэлектрических пленок и сильного электрического поля. Основное назначение катодов, обладающих Молтер -эффектом - холодные катоды электронных ламп.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

1. Елинсон М. И. , Васильев Г. Ф. Автоэлектронная эмиссия, под ред. Д. В. Зернова. М. : Гос. изд. физ. -мат. лит. , 1958. 272 с.

2. Модинос А. Авто-, термо- и вторично-электронная  эмиссионная спектроскопия: Пер.  с англ., под ред. Г. Н. Фурсея. М.: Наука, 1990. 320 с. 3. Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В., Эмиссионная электроника, М., 1966

4. Фридрихов С. А., Мовнин С. М. Физические основы электронной техники: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1982. - 608 с.

5. Бажанова Н. П., Кораблев  В. В., Кудинов Ю. А. Актуальные вопросы вторично-эмиссионной спектроскопии. Учебное пособие. - Л.: ЛПИ, 1985. - 88 с.

6. И. В. Савельев. Курс общей физики, т. 3, М. , Наука, 1979, с. 213. 
 
7. Р. Бьюб, Фотопроводимость твердых тел, М.,1962. 
8. С. М. Рывкин, Фотоэлектрические явления в полупроводниках, М. ,1963.