- •Екзаменаційний білет № 11 Розподіл електронів за енергіями в твердому тілі.
- •Вторинна іонно-електронна емісія. Коефіцієнт вторинної електронної емісії та його залежність від енергії електронів.
- •Про механізм взаємодії первинних електронів з твердим тілом
- •Розглянемо більш детально закономірності істинної вторинної електронної емісії.
- •Особливості вторинної електронної емісії напівпровідників та діелектриків
- •Екзаменаційний білет № 12 Автоелектронна емісія напівпровідників та її відмінність від автоемісії металів.
- •Енергетичний спектр електронів в твердому тілі..
- •Екзаменаційний білет № 13 Оже процес. Оже-електронна спектроскопія. Її можливості та недоліки.
- •Вплив електричного поля на термоемісію твердих тіл..
- •Екзаменаційний білет № 14 Методи визначення роботи виходу електронів з твердих тіл..
- •Метод прямих Річардсона.
- •Метод повного струму.
- •Калориметричний метод.
- •Метод контактної різниці потенціалів.
- •Емісія гарячих електронів. Емісія електронів стимульована сильним електричним полем в катоді
- •Іонно-електронна емісія.
- •Кінетична іее
Екзаменаційний білет № 14 Методи визначення роботи виходу електронів з твердих тіл..
Методи вимірювання роботи виходу.
-
Метод прямих Річардсона.
|
Тоді:
, звідси й знаходиться. Це є річардсонівська, або приведена робота виходу, бо це є робота виходу емітера при температурі абсолютного нуля.
Перевагою цього методу є той факт, що значення роботи виходу не спотворено неврахуванням .
Недолік метода – знайдена робота виходу не істинна робота виходу катоду. Особливо це помітно для напівпровідникових катодів.
-
Метод повного струму.
; ;
В цій формулі j - густина струму насичення при нульовому полі на катоді. Його знаходять експериментально з вольтамперної характеристики, побудованої в координатах Шоттки: lnj=f(Ua1/2). Температура катоду вимірюється за допомогою пірометра або термопари.
Перевага методу - значення не спотворено неврахуванням впливу температури на роботу виходу.
Недолік методу - припускаємо, що . Але похибка при визначенні таким методом дуже незначна. Дійсно, якщо (а це дуже занижене значення), Т=1000К, то .
-
Калориметричний метод.
Цей метод грунтується на тому, що емісія електронів термокатодом пов’язана з витратою енергії – теплоти випаровування електронів. А теплота випаровування електрона визначається роботою виходу катоду:
Тут - середня кінетична енергія електронів, що вилітають з катоду. - енергія, яку забирає з катоду один електрон.
- енергія, яку забирають у катода всі електрони, забезпечуючи густину струму емісії j. Коли немає відбирання струму, то потужність розжарення , яка підводиться до катоду, витрачається лише на теплове випромінювання. При цьому температура катоду. Коли з катоду відбирається струм густиною j, то в тепловий баланс катоду додається потужність, що забирається електронами, і температура катоду падає до . Для відновлення температури потрібна вже потужність , більша ніж . Різниця цих потужностей:
З цієї формули й знаходимо , бо j і T – вимірювані величини.
Перевага цього методу: значення роботи виходу не спотворене ні відсутністю точного значення , ні впливом Т на .
Недолік методу: реалізація методу на практиці потребує дуже точних вимірів температури катоду.
-
Метод контактної різниці потенціалів.
З назви цього методу зрозуміло, що в ньому використовується явище контактної різниці потенціалів. Відомо, що . Якщо робота виходу одного з матеріалів відома, наприклад, , то вимірюючи значення , знаходимо . Але, найчастіше всього, метод КРП використовується для визначення зміни роботи виходу матеріалу. А зміна може бути викликаною, наприклад, адсорбцією на підкладку якої-небудь речовини. Або навпаки, десорбцією з поверхні, наприклад, газових забруднень при нагріванні поверхні. Саме в цьому випадку метод КРП широко застосовується при дослідженнях поверхні твердих тіл.
Технічних втілень на практиці методу КРП існує декілька варіантів: метод Кельвіна, метод Зісмана, метод струму насичення, метод зсуву характеристик. Останній ще називається методом КРП у варіанті Андерсена. Ось він є дуже зручним на практиці, бо його можна автоматизувати.
Для розуміння суті цього методу нам треба розглянути декілька тем.Одна з них: вплив зовнішнього електричного поля на термоемісію катоду.