Pracovná funkcia elektrónu: ťažké oddelenie

V praktickej práci inžiniera môže byť veľmi dôležitá aj celkom abstraktná fyzická koncepcia. Napríklad pracovná funkcia elektrónu z kovu je štandardnou hodnotou pre vývojárov elektronických systémov. Samozrejme, špecialista bude potrebovať hlbšie vedomosti v závislosti od toho, s akými materiálmi má pracovať. Táto hodnota platí nielen pre kovy, ale pre akékoľvek pevné telesá vrátane polovodičov. Ak je zvážený pár dvoch polovodičov, používa sa pravidlo Andersona. Ale ak je uvedený materiál spojený s kovom, bude pravidlo Schottky-Mott užitočné. Avšak výpočty budú nepresné a hlavnou úlohou je stabilizácia úrovne energie Fermi.

definícia

Pri fyzike v tuhom stave je funkciou práce minimálny termodynamický účinok (to je tá istá energia), ktorý je potrebný na to, aby sa elektrón odtrhol od pevnej látky a umiestniť ju na miesto mimo jej povrchu. Všetky všeobecné výpočty sa robia za predpokladu, že okolo tela je vákuum. Tento bod je dosť ďaleko v rozsahu veľkosti atómu, ale dosť blízko, aby bol ovplyvnený elektrickým poľom vo vákuu. Pracovný výstup - nie je to charakteristika zloženia materiálu, ale skôr kvalita jeho povrchu. Vzťahuje sa na vlastnosti kryštálovej tváre a stupeň kontaminácie.

Teoretický vzorec

Pracovná funkcia bude číselne rovná súčtu dvoch energií. Po prvé, množstvo potrebné na odstránenie elektrónu zo systému atómu. Po druhé, množstvo energie potrebnej na umiestnenie elektrónu v atóme mimo povrchu skúmanej tuhej látky.

Pozor!

Niektoré fyzické javy sú veľmi citlivé na číselnú hodnotu ukazovateľa "pracovného výkonu". Tento vzorec, ktorý bol spomenutý vyššie, sa používa na vytvorenie zjednodušených teoretických modelov, nič viac. V experimentoch sa hodnoty tohto indexu môžu výrazne líšiť od výpočtov vzorca získaných bez skúseností. Ak povrch nie je hladký, nie je homogénny, výpočty presnej hodnoty samotnej, pred získaním empirických údajov, sa stanú takmer nemožné.

Skupiny metód merania

Pracovná funkcia elektrónu je vypočítaná niekoľkými metódami a na základe úplne odlišných fyzikálnych javov. Celkovo sú rozlíšené dve skupiny experimentálnych metód. Absolútne používajú elektrónovú emisiu zo vzorky, spúšťané fotografickou emisiou, vysokou teplotou, emisiami poľa alebo tunelovaním elektrónov. Relatívne metódy uplatňujú potenciálny rozdiel medzi skúšobnou vzorkou a referenčnou elektródou.

Je ťažké predpovedať pracovnú funkciu s vysokou presnosťou bez vykonania experimentálnej štúdie. Existujú však určité trendy, ktoré vedci zistili v priebehu rokov práce s týmto javom. V praxi je hodnota vždy menšia pre kovy s otvorenou kryštálovou mriežkou. Pre hlúpe tváre kryštálu je vyššia ako pri ostrých hranách. Vysvetlenia týchto javov sú dosť zrejmé. V otvorenej mriežke sú väzby elektrónu slabšie a pre ostrý uhol sa uľahčujú vonkajšie účinky na atóm.