Поделитесь с друзьями значением слова - "Шотки эффект". Расскажите об этом на своей странице!
Определение «Шотки эффект» по БСЭ
Шотки эффект
уменьшение работы выхода электронов из твёрдых тел под действием внешнего ускоряющего их электрического поля. Ш. э. проявляется в росте тока насыщения термоэлектронной эмиссии, в уменьшении энергии поверхностной ионизации (см. Ионная эмиссия) и в сдвиге порога фотоэлектронной эмиссии в сторону больших длин волн &lambda. Ш. э. возникает в полях Е, достаточных для рассасывания пространств. заряда у поверхности эмиттера (Е &sim. 10 -100 в·см&minus.1), и существен до полей Е &sim. 106 в·см &minus.1.
При Е > 107 в·см&minus.1 начинает преобладать просачивание электронов сквозь потенциальный барьер на границе тела (Туннельная эмиссия).
Классическая теория Ш. э. для металлов создана немецким учёным В. Шотки (1914). Из-за большой электропроводности металла силовые линии электрического поля перпендикулярны его поверхности. Поэтому электрон с зарядом &minus.e, находящийся на расстоянии x > a (a — межатомное расстояние) от поверхности, взаимодействует с ней так, как если бы он индуцировал в металле на глубине x своё
«электрическое изображение», т. е. заряд +e. Сила их притяжения:
F = eІ / 16&pi.&epsilon.0xІ &emsp.&emsp.&emsp. (1)
(&epsilon.0 — диэлектрическая проницаемость вакуума), потенциал этой силы (&phi.э. и. = &minus.e/16&pi.&epsilon.0x. Внешнее электрическое поле уменьшает &phi.э. и. на величину E·x (см. рис.). на границе металл — вакуум появляется потенциальный барьер с вершиной при
x = xм = e(e/16&pi.&epsilon.0E)Ѕ.
При E &le. 5·106в·см&minus.1 xм &ge. 8Е. Уменьшение работы выхода &Phi. за счёт действия поля равно:
&Delta.&Phi. = e(eE/4&pi.&epsilon.0)Ѕ,
например при Е = 105в·см&minus.1 &Delta.&Phi. = 0,12 эв и xм=60 Е. В результате Ш. э. j экспоненциально возрастает от j0 до
j = j0 exp
| [ | e kT
| (
| eE 4&pi.&epsilon.0
| ) | Ѕ | ]
|
где k — Больцмана постоянная, а
частотный порог фотоэмиссии ħ.&omega.
0 сдвигается на величину:
&Delta.(ħ.&omega.
0) = e(eE/4&pi.&epsilon.
0)
Ѕ. &emsp.&emsp.&emsp. (2)
В случае,
когда эмиттирующая
поверхность неоднородна и на ней имеются «пятна» с
различной работой выхода, над её поверхностью возникает электрическое поле «пятен». Это поле тормозит электроны, вылетающие из участков катода с меньшей, чем у соседних, работой выхода. Внешнее электрическое поле складывается с
полем пятен и,
возрастая, устраняет тормозящее действие последнего.
Вследствие этого эмиссионный ток из неоднородного эмиттера растет при
увеличении E быстрее, чем в случае однородного эмиттера (аномальный Ш. э.).
Влияние электрического поля на эмиссию электронов из полупроводников белее
сложно. Электрическое поле проникает в них на большую глубину (от сотен до десятков тысяч атомных слоев). Поэтому заряд, индуцированный эмиттированным электроном, расположен не на поверхности, а в слое толщиной порядка радиуса
экранирования r
э. Для х > r
э справедлива
формула (1), но для полей Е во
много раз меньших, чем у металлов (Е&sim.10
2-10
4в/см).
Кроме того,
внешнее электрическое поле,
проникая в
полупроводник, вызывает в нём
перераспределение зарядов, что приводит к дополнительному уменьшению работы выхода.
Обычно, однако, на поверхности полупроводников имеются поверхностные электронные состояния.
При
достаточной их плотности (&sim.10
13см
&minus.2) находящиеся в них электроны экранируют внешнее поле. В этом случае (если
заполнение и
опустошение поверхностных
состояний под действием поля вылетающего электрона происходит достаточно
быстро) Ш. э.
такой же, как и в металлах. Ш. э. имеет
место и при
протекании тока
через контакт металл — полупроводник (см. Шотки барьер, Шотки диод).
Лит.: Schottky W., «Physikalische Zeitschrift», 1914, Bd 15, S. 872.
Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В., Эмиссионная
электроника, М., 1966. Ненакаливаемые катоды, М., 1974.
Т. М. Лифшиц.
К ст. Шотки эффект
&Phi.э.и. — потенциальная
энергия электрона в поле силы электрического изображения. еЕх — потенциальная энергия электрона во внешнем электрическом поле. &Phi. — потенциальная энергия электрона
вблизи поверхности металла в
присутствии внешнего электрического поля: &Phi.
м —
работа выхода металла.
&Delta.&Phi. — уменьшение работы выхода под действием внешнего электрического поля.
F —
уровень Ферми в металле. х
м — расстояние от вершины потенциального барьера до поверхности металла. штриховкой показаны
заполненные электронные состояния в металле.
Поделитесь с друзьями значением слова - "ШИБЕНИЦА". Расскажите об этом на своей странице!