Поверхностный потенциальный барьер

Электроны проводимости свободно перемещаются по всему металлу, однако не могут выходить за его пределы. Их выходу наружу препятствуют силы, действующие у поверхности металла. Эти силы имеют электрическую природу и действуют в узкой области вблизи поверхности металла, которую называют потенциальным барьером.

Работа, которую должен совершить электрон, покидая кристалл, равна

Величина характеризует полную высоту потенциального барьера на границе металла и называется полной работой выхода.

Для металлов лежит в пределах 3,5¸18 эВ (Ni=14 – 17 эВ, Zн=15,5 эВ, Ag=13¸15 эВ). Наименьшие значения получаются для щелочноземельных металлов.

Тот факт, что при низких температурах электронная эмиссия падает до неизмеримо малой величины, позволяет заключить, что для всех металлов полная работа выхода значительно превышает уровень Ферми (рис.2.11).

Как видно из рис.2.11, иллюстрирующего энергетическое состояние электронного газа в твердом теле, энергией, достаточной для эмиссии, обладают только электроны, число которых изображается площадью кривой выше уровня . Таких электронов будет ничтожно мало при достаточно большой разности и не очень высокой температуре. Величина , равная наименьшей энергии, которую должен получить электрон при Т=0° С, чтобы совершить акт эмиссии, называется эффективной работой выхода ().

Дата добавления: 2015-07-17