Эффект Шоттки - Schottky effect

Не путать с Дефект Шоттки.
Schottky -ffekt.png

В Эффект Шоттки или термоэлектронная эмиссия с усилением поля это явление в физика конденсированного состояния названный в честь Уолтер Х. Шоттки. В устройствах электронной эмиссии, особенно электронные пушки, то термоэлектронный эмиттер электронов будет предвзято негативно по отношению к своему окружению. Это создает электрическое поле величиной F на поверхности эмиттера. В отсутствие поля поверхностный барьер, видимый убегающим с уровня Ферми электроном, имеет высоту W равняется локальной работе выхода. Электрическое поле понижает поверхностный барьер на величину ΔW, и увеличивает ток эмиссии. Его можно смоделировать простой модификацией Уравнение Ричардсона, заменив W от (W - ΔW). Это дает уравнение[1][2]

куда J это выброс плотность тока, Т температура металла, W это рабочая функция металла, k это Постоянная Больцмана, qе это Элементарный заряд, ε0 это диэлектрическая проницаемость вакуума, и Аграмм является продуктом универсальной постоянной А0 умноженный на поправочный коэффициент для конкретного материала λр что обычно порядка 0,5.

Источник электронов с эмиттером Шоттки Электронный микроскоп

Электронная эмиссия, которая имеет место в полевом и температурном режиме, где применяется это модифицированное уравнение, часто называется Эмиссия Шоттки. Это уравнение относительно точно для напряженности электрического поля менее 108 В м−1. Для напряженности электрического поля выше 108 В м−1, так называемый Туннель Фаулера – Нордхейма (FN) начинает вносить значительный эмиссионный ток. В этом режиме комбинированные эффекты усиленной полем термоэлектронной и автоэлектронной эмиссии можно моделировать уравнением Мерфи – Гуда для термополевой (T-F) эмиссии.[3] В еще более высоких полях туннелирование FN становится доминирующим механизмом эмиссии электронов, и эмиттер работает в так называемом «холодная полевая электронная эмиссия (CFE)» режим.

Термоэлектронная эмиссия также может быть усилена взаимодействием с другими формами возбуждения, такими как свет.[4] Например, возбужденные пары Cs в термоэлектронных преобразователях образуют кластеры Cs-Ридберг дело что приводит к уменьшению излучающей работы выхода коллектора с 1,5 до 1,0–0,7 эВ. Благодаря долгоживущему характеру Ридберг дело эта низкая работа выхода остается низкой, что существенно увеличивает эффективность низкотемпературного преобразователя.[5]

Рекомендации

  1. ^ Кизироглу, М. Э .; Li, X .; Жуков, А. А .; Де Гроот, П. А. Дж .; Де Гроот, К. Х. (2008). «Термоэлектронная автоэлектронная эмиссия на электроосажденных барьерах Шоттки Ni-Si» (PDF). Твердотельная электроника. 52 (7): 1032–1038. Bibcode:2008ССЭле..52.1032K. Дои:10.1016 / j.sse.2008.03.002.
  2. ^ Орлофф, Дж. (2008). «Эмиссия Шоттки». Справочник по оптике заряженных частиц (2-е изд.). CRC Press. С. 5–6. ISBN  978-1-4200-4554-3.
  3. ^ Мерфи, E. L .; Хорошо, Г. Х. (1956). «Термионная эмиссия, полевая эмиссия и переходная область». Физический обзор. 102 (6): 1464–1473. Bibcode:1956ПхРв..102.1464М. Дои:10.1103 / PhysRev.102.1464.
  4. ^ МальШуков, А.Г .; Чао, К. А. (2001). «Опто-термоэлектронное охлаждение в полупроводниковых гетероструктурах». Письма с физическими проверками. 86 (24): 5570–5573. Bibcode:2001ПхРвЛ..86.5570М. Дои:10.1103 / PhysRevLett.86.5570. PMID  11415303.
  5. ^ Svensson, R .; Холмлид, Л. (1992). «Поверхности с очень низкой работой выхода из конденсированных возбужденных состояний: ридберовское вещество цезия». Наука о поверхности. 269/270: 695–699. Bibcode:1992СурСк.269..695С. Дои:10.1016/0039-6028(92)91335-9.