Праца выхаду электрона: цяжкае растанне

У практычнай працы інжынера нават досыць абстрактныя фізічныя паняцці могуць мець вялікае значэнне. Да прыкладу, праца выхаду электрона з металу - стандартная велічыня для распрацоўніка сістэм электронікі. Вядома, спэцыяліста спатрэбяцца больш глыбокае спазнанне, у залежнасці ад таго з якімі матэрыяламі прыходзіцца працаваць. Гэтая велічыня тычыцца не толькі металаў, але любых цвёрдых целаў, у тым ліку паўправаднікоў. Калі разглядаецца пара з двух паўправаднікоў, выкарыстоўваецца правіла Андэрсана. А вось калі згаданы матэрыял стасуецца з металам, то спатрэбіцца правіла Шотки-Мота. Зрэшты, разлікі будуць недакладнымі, і галоўную ролю ў гэтым адыгрывае стабілізацыя энергетычных узроўняў Фермі.

вызначэнне

У фізіцы цвёрдых тэл праца выхаду - гэта мінімальнае тэрмадынамічных дзеянне (яно ж энергія), неабходнае для таго, каб адарваць электрон ад цвёрдага цела і змясціць у кропку па-за ім паверхні. Усе абагульненыя разлікі робяцца пры дапушчэньні, што вакол цела - вакуум. Дадзеная кропка знаходзіцца досыць далёка ў маштабах памераў атама, але даволі блізка, каб апынуцца пад уплывам электрычнага поля ў вакууме. Праца выхаду - гэта не характарыстыка складу матэрыялу, а хутчэй якасць яго паверхні. Яна звязаная з асаблівасцямі грані крышталя і ступенню кантамінацыі.

тэарэтычная формула

Праца выхаду колькасна будзе раўняцца суме двух энергій. Па-першае, колькасці, неабходнаму для таго, каб прыбраць электрон з сістэмы атама. Па-другое, колькасці энергіі, патрэбнага, каб змясціць электрон у атам па-за паверхні доследнага цвёрдага цела.

Асцярожна!

Некаторыя фізічныя з'явы вельмі адчувальныя да лікаваму значэнню паказчыка "праца выхаду». Тая формула, пра якую гаварылася вышэй, прымяняецца для пабудовы спрошчаных тэарэтычных мадэляў, не больш за тое. У эксперыментах значэння гэтага паказчыка могуць дастаткова моцна адрознівацца ад формульных вылічэнняў, атрыманых без досведу. Калі паверхня не гладкая, ня гамагенная, то разлікі дакладнага значэння самі па сабе, да атрымання эмпірычных дадзеных, становяцца амаль немагчымымі.

Групы спосабаў вымярэння

Праца выхаду электрона вылічаецца некалькімі метадамі і на аснове цалкам розных фізічных з'яў. Усяго адрозніваюць дзве групы эксперыментальных метадаў. Абсалютныя выкарыстоўваюць эмісію электрона з ўзору, справакаваную фотоэмиссией, высокай тэмпературай, палявых выпускам або тунэлявання электронаў. Адносныя метады ўжываюць кантактную рознасць патэнцыялаў паміж доследным узорам і электродам параўнання.

Досыць складана прадказаць велічыню работы выхаду з высокай дакладнасцю без правядзення дасведчанага даследавання. Але ёсць пэўныя тэндэнцыі, якія навукоўцы высветлілі за гады працы з гэтай з'явай. Практычна заўсёды велічыня менш для металаў з адкрытай крышталічнай кратамі. Для тупых граняў крышталя яна вышэй, чым для вострых. Тлумачэння дадзеных феноменаў дастаткова відавочныя. У адкрытай рашотцы сувязі электрона слабым, а пры вострым вугле знешнія ўздзеяння на атам ажыццяўляюцца лягчэй.