Вимірювання роботи виходу електронів методом Кельвіна

курсовая работа

2.3 Вимірювання роботи виходу електронів через контактну різницю потенціалів

Якщо два провідники А і В з істинними значеннями роботи виходу ца і цв при однакових температурах знаходяться в електричному контакті, то електрони тектимуть в одному напрямі, поки не буде досягнутий рівноважний стан, при якому рівні Фермі двох провідників стануть однаковими. Іншими словами, електрохімічні потенціали електронів в двох провідниках повинні стати рівними. Тоді потенціали у точках X і У поблизу поверхонь провідників А і В буде рівний:

, (2.7)

(2.8)

де - електрохімічний потенціал. Очевидно, що

(2.9)

Величина називається контактною різницею потенціалів (надалі КРП) між провідниками А і В і може бути позитивною, негативної або нулем. Якщо провідники знаходяться при різних температурах, то до правої частини рівняння (2.9) необхідно додати термоелектричну складову.

Припустимо тепер, що провідники А і В не знаходяться в безпосередньому контакті один з одним, а якимсь чином звязані між собою електрично і що потенціал введений в зовнішній ланцюг.

(2.10)

Тоді Рівняння (2.10) є основою для різних методів вимірювання КРП, які можна розділити на дві групи. В першій групі методів провідники А і В знаходяться в безпосередньому контакті, а потенціал , що прикладається, підбирається так, щоб різниця потенціалів приймала задане значення , яке може бути обчислене на основі інших експериментальних параметрів. В цих умовах і для визначення достатньо одного експерименту. В цій групі найважливішими є метод Кельвіна і метод статичного конденсатора. Іншими методами є магнетронный метод Оутлі, метод насиченого діода і метод пробою. В другій групі методів провідник А спочатку порівнюється з третім провідником С, для чого до А і С прикладається такий потенціал V1 щоб вимірювана величина (звичайно сила струму) стала рівною

деякому фіксованому значенню. Потім за тих же умов провідник А замінюється провідником В і таким же чином знаходиться потенціал V2. Тоді

Отже, для визначення необхідно поставити два експерименти. До цієї групи належать метод електронного пучка Андерсона, а також метод діода з обмеженим просторовим зарядом.

Делись добром ;)