|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Явление контактной разности потенциаловКонтактная 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
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
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. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.) |