2.8. КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ проводников кратко

Привет, Вы узнаете о том , что такое 2.8. КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ проводников, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое 2.8. КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ проводников , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Материаловедение и материалы электронных аппаратов.

Рассмотрим процессы, происходящие при сближении и контакте двух металлических проводников, энергетические схемы которых показаны на рис. 2.3, а. В изолированном состоянии электронный газ в этих проводниках характеризуется химическими потенциалами (уровнями Ферми) Э₁ и Э₂ и работами выхода χ₁ и χ₂. В контакте между проводниками возможен обмен электронами. Из рис. 2.3, а видно, что в зоне проводимости проводника 2 заняты все состояния вплоть до уровня Ферми Э2. Против этих состояний располагаются занятые уровни зоны проводимости проводника 1. Поэтому при абсолютном нуле электроны из проводника 2 не могут перейти в проводник 1. При температуре, отличной от 0 К, электроны проводника 2, термически возбужденные на уровни, расположенные выше Э₁, могут переходить в проводник 1, но число таких электронов при обычных температурах невелико и поток n₂₁ будет слабым.

Иная картина складывается для проводника 1. В нем зона проводимости также укомплектована до уровня Ферми Э1, но вследствие меньшей работы выхода (χ₁ < χ₂) против занятых состояний этого проводника, располагающихся выше уровня Ферми Э2, размещаются свободные уровни зоны проводимости проводника 2. Поэтому при наличии контакта (даже при абсолютном нуле) электроны с занятых уровней проводника 1 будут переходить на свободные уровни проводника 2, образуя поток n₁₂, на первых порах значительно превосходящий поток n₂₁.

Теперь рассмотрим, как происходит установление равновесия между проводниками.

Проводник 1, теряя электроны, заряжается положительно; проводник 2, приобретая избыточные электроны, заряжается отрицательно. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Возникновение этих зарядов вызывает смещение друг относительно друга энергетических уровней проводников 1 и 2. В проводнике 1, заряженном положительно, все уровни опускаются вниз, а в проводнике 2, заряженном отрицательно, все уровни поднимаются вверх относительно своих положений в незаряженном состоянии этих проводников (рис. 2.3, б). Это легко понять из следующих простых рассуждений. Для перевода электрона, например, с нулевого уровня 0₁ металла 1 на нулевой уровень 0₂ металла 2, находящегося под отрицательным потенциалом –V, относительно металла 1 необходимо совершить работу, численно равную qV. Эта работа переходит в потенциальную энергию электрона. Поэтому потенциальная энергия электрона, находящегося на нулевом уровне отрицательно заряженного проводника, будет на ∆U = qV больше потенциальной энергии электрона,

Рис. 2.3. Возникновение контактной разности потенциалов между двумя металлами

расположенного на нулевом уровне положительно заряженного проводника. А это и означает, что нулевой уровень проводника 2 располагается на ∆U = qV выше нулевого уровня положительно заряженного проводника.

Подобное смещение претерпевают все энергетические уровни проводников 1 и 2, в том числе и уровни Ферми Э_F1 и Э_F2.

Как только непрерывно понижающийся уровень Ферми проводника 1 (ЭF1) и непрерывно повышающийся уровень Ферми проводника 2 (ЭF2) оказываются на одной высоте, причина, вызывавшая преимущественное перетекание электронов из проводника 1 в проводник 2, исчезает, так как против заполненных уровней проводника 1 располагаются теперь заполненные с той же степенью заселенности уровни проводника 2. Между проводниками устанавливается равновесие, которому отвечает равновесная разность потенциалов между ними, равная

Ее называют контактной разностью потенциалов, определяемой разностью работ выхода электронов из контактирующих проводников. По абсолютному значению VК колеблется от десятых долей до единиц вольт. Из рисунка 2.3, б следует, что контактная разность потенциалов создает для электронов, переходящих в проводник с большей работой выхода, потенциальный барьер высотой qV_К.

Данная статья про 2.8. КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ проводников подтверждают значимость применения современных методик для изучения данных проблем. Надеюсь, что теперь ты понял что такое 2.8. КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ проводников и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Материаловедение и материалы электронных аппаратов