АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Явление контактной разности потенциалов

Читайте также:
  1. Анализ технических требований чертежа, выявление технологических задач и условий изготовления детали
  2. Антиутопия как явление литературы ХХ века
  3. Асимметрия в арх. ее проявление в решении композиции внутренних пространств.
  4. Астма как условнорефлекторное явление и неправильное дыхательное поведение
  5. блок. Выявление уровня готовности руководства ДОУ к реализации методических рекомендаций по формированию имиджа ДОУ
  6. Борьба РКП(б) против оппозиционной журналистики. Расширение советской периодики (появление газет «Гудок», «Беднота», «Известия Народного Комиссариата по военным делам» и др.).
  7. БЮРОКРАТИЯ КАК ОБЩЕСТВЕННОЕ ЯВЛЕНИЕ
  8. Взаимодействие как простейшее социальное явление
  9. Взаимодействие ощущений и явление синестезии
  10. Вопрос 35. Немецкая философия XIX в. как явление мировой философии, ее основные направления и идеи
  11. Вопрос 41 Явление самоиндукции
  12. Вопрос 85. Профилактика, раннее выявление и ранняя комплексная помощь детям с отклонениями в развитии

Контактная разность потенциалов возникает между двумя телами при их непосредственном соприкосновении. Это явление было открыто в 1797 г. Вольтом. Контактная разность потенциалов колеблется от нескольких десятых до единиц вольта.

Исходя из модели свободных электронов, контактная разность потенциалов определяется по формуле

(12.7)

и состоит из двух слагаемых: а) разности работ выхода (0,1 – 1 В) – первое слагаемое; б) диффузионной разности потенциалов – второе слагаемое. В случае металлов в нормальных условиях диффузионным членом можно пренебречь и тогда контактная разность потенциалов определяется только разностью работ выхода. А если говорить точнее, то не разностью работ выхода, а разностью уровней Ферми. Так как свободные электроны в твердых телах отсутствуют, а контактная разность потенциалов имеет место, то следует выяснить, почему возникает контактная разность потенциалов. В чем причина?

Рассмотрим это явление на примере металлов и полупроводников. В табл. 12.3 приведены основные исходные параметры для кластеров ряда металлов и полупроводников. По этим данным был проведен расчет вероятности разделения электрических зарядов и величины контактной разности потенциалов для взаимодействующих кластерных структур в следующих предположениях:

каждый кластер на основном материале одновременно взаимодействует с четырьмя кластерами;

Таблица 12.3.

Размер (Å), потенциал ионизации (эВ), эффективный заряд кластера в электронах и времена вращения внешнего валентного электрона (с) для ряда веществ

Параметры Вещества
W Na Ni Cu Al Si Ge α-Fe
Размер (радиус) 4,11 5,58 3,75 3,84 4,29 3,54 3,69 3,72
Время вращения 1015 2,186 25,34 6,059 7,315 6,447 3,888 2,835 6,948
Потенциал ионизации 4,64 0,714 1,852 1,633 1,107 2,49 2,44 1,46
Эффективный заряд 1,322 0,276 0,482 0,435 0,331 0,611 0,647 0,377

некомпенсированные заряды в кластерных структурах сосредоточены в их центрах;

в расчетах учитывался только первый ионизационный потенциал основного кластера взаимодействующих веществ.

Если рассматривать разделение зарядов с позиций возникновения доли ионной связи в межкластерном взаимодействии, то поверхностная плотность электрических зарядов равна , (12.8)

где Рэ,д, – вероятность образования электрического диполя вследствие обменного взаимодействия и r1 – радиус кластера основного материала, на котором происходит адгезия кластеров другого материала. Толщина двойного электрического слоя определяется так:

. (12.9)

Здесь r2 – радиус адгезионного кластера.

В результате получаем для определения контактной разности потенциалов следующую формулу:

. (12.10)

Проведенный расчет контактной разности потенциалов представлен в виде табл. 12.4. В табл. 12.4 верхнее значение является контактной разностью потенциалов, а нижнее – соответствует вероятности образования дипольного электрического момента в зоне контакта.

Полученные значения контактной разности потенциалов никакого отношения к разности работ выхода взаимодействующих веществ не имеют. Знак минус свидетельствует о том, что электрон переходит от основы к адгезионному материалу, который указан по горизонтали, т.е. вещество заряжается отрицательно по отношению к основе.

Таблица 12.4.

Контактная разность потенциалов в эВ и вероятность образования электрического диполя для взаимодействующих кластеров разных веществ

  W Na Ni Cu Al Si Ge α-Fe
W   5,20 0,841 2,29 0,469 2,53 0,540 2,60 0,493 1,33 0,280 0,625 0,129 2,54 0,521
α-Fe 2,54 0,521 4,15 0,569 0,391 -0,068 0,151 0,026 0,231 -0,037 1,56 -0,282 2,38 -0,420  
Al 2,60 0,493 3,43 0,594 0,142 -0,031 0,292 0,063   1,10 -0,248 1,76 -0,389 0,231 -0,037
Cu 2,53 0,540 3,81 0,551 0,511 -0,094   0,292 0,063 1,64 -0,306 2,38 -0,441 0,151 0,026

 

Определив работу выхода и контактную разность потенциалов для различных веществ, рассмотрим конкретно, каким образом реализуются такие явления, как термоэлектронная эмиссия, автоэлектронная эмиссия, фотоэлектронная эмиссия и др., где работа выхода играет решающую роль. Рассмотрим эти явления с позиций кластерного строения конденсированных сред.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 |

Поиск по сайту:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)