Автоэлектронная эмиссия (Gfmkzlytmjkuugx zbnvvnx)
Автоэлектро́нная эми́ссия (полева́я эми́ссия, тунне́льная эми́ссия) — испускание электронов проводящими твёрдыми и жидкими телами под действием внешнего электрического поля без предварительного возбуждения этих электронов, то есть без дополнительных затрат энергии, что свойственно другим видам электронной эмиссии.
Суть явления состоит в туннелировании электронов через потенциальный барьер вблизи поверхности тела. Явление становится возможным за счёт искривления потенциального барьера при изменении напряжённости внешнего поля. При этом появляется область пространства вне тела, в которой электрон может существовать с той же энергией, которой он обладает, находясь в теле. Таким образом, автоэлектронная эмиссия обусловлена волновыми свойствами электронов[1].
Впервые такое объяснение автоэмиссии было предложено в 1928 г. Фаулером и Нордгеймом. Ими была получена формула, описывающая взаимосвязь плотности автоэлектронного тока с напряжённостью по́ля .
Практическое применение
[править | править код]![]() | Этот раздел не завершён. |
- Автоэмиссионная (полевая) микроскопия и связанные с ней области
- Автоэлектронная (полевая) спектроскопия (анализ энергии электронов)
- Автоэлектронные (полевые) эмиттеры для электронной пушки
- Эмиттеры с атомарным остриём
Формула Фаулера-Нордгейма
[править | править код]Автоэлектронная эмиссия количественно описывается формулой Фаулера-Нордгейма. Она учитывает конечную вероятность прохождения электрона из среды через ставший при приложении поля проницаемым потенциальный барьер на границе материала (без поля здесь создаётся непроницаемая потенциальная ступенька).
В неплохом приближении треугольного барьера формула имеет вид[2]
- ,
где — плотность тока [в А/см2], — напряжённость электрического поля [в В/см], — работа выхода электрона из металла [в эВ]. Для учёта отклонения формы барьера от треугольной вводятся незначительно отличающиеся от единицы поправочные функции под экспоненту и в предэкспоненциальный множитель[2].
Сопутствующие эффекты
[править | править код]Формула Фаулера — Нордгейма справедлива при токах автоэлектронной эмиссии А/см2. При более высоких плотностях функция почти не зависит от работы выхода металла. Причина этого — появление объёмного заряда вблизи эмиттера. Ток автоэлектронной эмиссии в этом случае определяется законом степени трёх вторых.
Во время автоэлектронной эмиссии катод разогревается из-за разницы между средней энергией электронов, подходящих к поверхности катода, и средней энергией электронов, уходящих сквозь потенциальный барьер. Данное явление называют эффектом Ноттингема[3].
Примечания
[править | править код]- ↑ Е. П. Шешин Структура поверхности и автоэмиссионные свойства углеродных материалов. — М.: Издательство МФТИ, 2001. — 288с. ISBN 5-89155-066-0
- ↑ 1 2 Д. А. Усанов, Р. К. Яфаров. Исследование автоэлектронной эмиссии из наноуглеродных материалов . Изд-во СГУ (2007). — см. разд. 1.2. Дата обращения: 8 июля 2024.
- ↑ Эффект Ноттингема — статья из Физической энциклопедии
Литература
[править | править код]- Шредник В. Н. Автоэлектронная эмиссия // Физическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 21.
Это заготовка статьи по физике. Помогите Википедии, дополнив её. |