Работа выхода и термоэлектронная эмиссия

Оии удерживаются в металле силами поля. В некоторых случаях кинетическая энергия свободного электрона становится больше, чем так называемая работа выхода, и электрон вылетает из металла. Эмиссия (вылет) электронов при обыкновенных температурах, называемая холодной эмиссией, ничтожно мала. Значительно большая эмиссия электронов. металлами получается при так называемой термоэлектронной эмиссии, когда металл накалён. С повышением температуры металла скорость электронов увеличивается, электроны приобретают большую кинетическую энергию, достаточную для преодоления работы выхода, и эмиссия электронов начинается при сравнительно слабых электрических полях. Принцип термоэлектронной эмиссии используется в электронных лампах. [c.496]

Подводя итоги, можно сказать, что метод термоэлектронной эмиссии позволяет измерять величины, которые непосредственно связаны с истинной работой выхода и универсальной эмиссионной постоянной, если он применяется к однородной поверхности проводника (например, к отдельной кристаллической плоскости) и если температурный коэффициент работы выхода для данной поверхности известен. В тех же случаях, когда применяются поликристаллические или другие неоднородные эмиттеры, наклон кривой Ричардсона для нулевого поля не так легко связать с какой-нибудь физической величиной, а получаемые значения эмиссионной постоянной не связаны определенной зависимостью с универсальной постоянной А, хотя иногда наблюдаются удачные совпадения. Ситуация для полупроводников еще более сложная, когда дело доходит до интерпретации результатов, и не существует удовлетворительной модификации теории термоэлектронной эмиссии для полупроводников. [c.199]

Дуги с неплавящимся (тугоплавким) катодом. Если катод сварочной дуги выполнен из материала с высокими температурами плавления и кипения (для вольфрама 7 = 3650 К, = 5645...6000 К для угля Т возг = 4470 К), то он может быть нагрет до столь высокой температуры, при которой основная часть катодного тока обеспечивается термоэлектронной эмиссией. Учитывая, что торированный W-катод представляет собой пленочный катод, а примеси из столба дуги (если изделие, например, алюминиевый сплав) могут также снизить работу выхода, то расчетные значения плотности тока могут быть такими, как в приведенном ниже примере (цифры для простоты расчета взяты округленно). [c.71]

Выражение (8.53) находится в полном согласии с данными опыта. Коэффициент к = hiq действительно является константой, а Fo == A/q должен зависеть от свойств катода, так как работа выхода электрона характеризуется глубиной потенциальной ямы, в которой находится электрон, и определяется свойствами данного металла. Заметим, что наблюдается совпадение между значением работы выхода, определяемым из результатов опытов по фотоэффекту, и данных, полученных при исследовании термоэлектронной эмиссии — физического процесса, в котором работа выхода играет основную роль. [c.434]

Явление термоэлектронной эмиссии обусловлено тем, что наиболее быстрые электроны металла, обладающие энергией, превышающей работу выхода, преодолевают потенциальный барьер и выходят за пределы металла. Подробнее см. С. Г. К а л а ш н и к о в, Электричество, Наука , 1970. [c.646]

Необходимость затраты энергии для освобождения электрона из металла проявляется не только в случае фотоэффекта, но и в случае испускания электронов накаленными телами (термоэлектронная эмиссия). Работа выхода может быть определена экспериментально независимо от фотоэффекта путем исследования термоэлектронной эмиссии. [c.162]

Рис. 25,8, Термоэлектронная эмиссия пяти тугоплавких металлов и сплава вольфрам — молибден (в равных массовых количествах) в парах цезия [9] температура жидкой фазы цезия 200°С. Наклонные прямые — линии постоянной работы выхода

Рис. 25.6. Термоэлектронная эмиссия поликристалличе-ского вольфрама в парах цезия [9] для каждой кривой снизу указана температура жидкой фазы цезия Гс1 и сверху плотность потока атомов цезия на поверхность катода Наклонные прямые — линии постоянной работы выхода

Современные достижения в области физических исследований металлов свидетельствуют о перспективности использования не только световой, но и электронной тепловой микроскопии, когда контраст изображения обусловлен не геометрическим профилем поверхности образца, а определенными характеристиками исследуемого материала, например, работой выхода электрона при термоэлектронной или фотоэмиссии кроме того, в качестве такой характеристики может быть использован коэффициент вторичной электронной эмиссии при бомбардировке первичными электронами. Эти характеристики существенно зависят от состава, фазового состояния, ориентации и температуры изучаемого объекта, поэтому, например, эмиссионная высокотемпературная микроскопия вследствие более высокой разрешающей способности обеспечивает получение большего объема информации по сравнению со световой тепловой микроскопией. При микроструктурном изучении процессов деформирования и разрушения принципиально новые результаты могут быть получены при использовании эффекта экзоэлектронной эмиссии, позволяющего количественно характеризовать определенное энергетическое состояние локальных участков исследуемого образца, что является весьма ценным дополнением к наблюдаемым в металлографический микроскоп качественным структурным изменениям, связанным с накоплением дефектов в поверхностных слоях материала. [c.6]

Наряду со световой тепловой микроскопией интенсивно развивается аппаратурно-методическое обеспечение электронной тепловой микроскопии, в которой контраст изображения обусловлен не геометрическим профилем поверхности образца, а такими характеристиками материала, как работа выхода электронов при термоэлектронной или фотоэмиссии, коэффициент вторичной электронной эмиссии и т. д. Эти характеристики существенно зависят от состава, фазового состояния, ориентации и температуры изучаемого объекта. Высокая разрешающая способность этих методов обеспечит получение большого объема информации по сравнению с тепловой микроскопией. [c.493]

Термоэлектронной эмиссией называется испускание электронов поверхностями нагретых тел. Она может происходить, если энергия электрона, находящегося вблизи поверхности, превысит работу выхода. Для создания термоэлектрического тока необходимо нагревать катод цепи и образовывать поле с разностью потенциалов U, необходимой для рассасывания облака электронов, скапливающихся вблизи катода. [c.236]

Кроме этих тепловых и термоупругих явлений, свойственных всем кристаллам, в диэлектриках в ряде случаев возникают различные теплоэлектрические эффекты. В зоне контакта различных диэлектриков и полупроводников (а также металлов) может возникнуть термо-ЭДС, величина которой зависит от разности температур между двумя контактами и различия в работе выхода электронов. При высоких температурах возможны термоэлектронная и термоионная эмиссии с поверхности диэлектриков. В диэлектриках, длительное время подвергавшихся воздействию электрического поля или облучения, нагревание приводит к появлению термостимулированных токов деполяризации (ТСД). [c.23]

Вычислить ток термоэлектронной эмиссии от вольфрамовой проволоки длиной 3 см и радиусом 1 мм, нагретой до 2 ООО °С (работу выхода ф для вольфрама принять равной 4,5 эв). [c.69]

Зависимости тока термоэлектронной эмиссии от температуры и работы выхода катода [10]. [c.446]

Термоэлектронная эмиссия — это процесс выхода электронов проводимости с накаленной поверхности отрицательного полюса (катода) при нагревании электрода. При нагревании электрода кинетическая энергия электрона становится больше работы выхода, необходимой для преодоления электростатического притяжения электрона, и последний, теряя связь с ядром, вылетает с поверхности электрода. С увеличением температуры нагрева торца электрода кинетическая энергия электрона увеличивается, а сила электростатического притяжения его уменьшается, благодаря чему число вырываемых электронов увеличивается. При термоэлектронной эмиссии происходит охлаждение электро- [c.34]

Если на катод из никеля нанести оксиды ВаО, 5гО, СаО, то получаются так называемые оксидные катоды, обладающие весьма низкой работой выхода, равной примерно 1 эВ. При этом плотность тока в электронной эмиссии достигает порядка 10 А/М . Такие катоды характеризуются высоким к. п. д. термоэлектронной эмиссии и позволяют применять косвенный накал. Поэтому они широко используются в малогабаритных электронных лампах. [c.376]

Термоэлектронная эмиссия — это процесс выхода электронов проводимости с накаленной поверхности отрицательного полюса (катода) при нагревании электрода. При нагревании электрода кинетическая энергия электрона становится больше работы выхода, необходимой для преодоления электростатического притяжения электрона, и последний, теряя связь с ядром, вылетает с поверхности электрода. [c.73]

Поскольку работа выхода значительно меньше работы ионизации, твердые и жидкие тела часто служат источником свободных электронов для прилегающего газового объема. Подобно видам ионизации в газе (где мы знаем ионизацию соударением, фотоионизацию, термическую ионизацию), имеем аналогичные процессы и для эмиссии электронов термоэлектронную, автоэлектронную, или электростатическую, фотоэлектронную и вторичную —- при бомбардировке поверхности различными частицами. [c.76]

При термоэлектронной эмиссии электрод-катод постепенно охлаждается, так как электроны уносят с собой значительное количество энергии в виде кинетической энергии и работы выхода. [c.17]

Сущность процесса термоэлектронной эмиссии состоит в том, что от поверхности раскаленного тела могут отрываться те электроны, которые обладают кинетической энергией, достаточной для того, чтобы преодолеть силы электростатического притяжения. Если электрон преодолеет силы электростатического притяжения и покинет сферу влияния металла, то он при этом совершит работу выхода. [c.20]

Так как платина подавляет термоэлектронную эмиссию молибденовых сеток генераторных ламп с катодами из торированного вольфрама вследствие образования сплава ТЬ-Р1, отличающегося большой работой выхода, очевидно, что вместо механически мало прочной и дорогой платиновой проволоки целесообразнее применять для изготовления таких сеток платинированную молибденовую проволоку. При этом слой платины при сварке этих проволок с платинированными молибденовыми траверсами служит одновременно тугоплавким припоем. Такие проволоки значительно облегчают производство некоторых типов сеток, подобных изображенной на рис. 5-2-15 (см. также рис. 8-5-24), с большим числом сварных соединений. Кроме того, дополнительно наносимый обычно на поверхность сеток порошок [c.340]

Характеристич, темп-ра изменяется в пределах 490—580° в зависимости от состояния металла, Константа Холла = 1,455-10-2 в-см/а-э. Оптич. свойства — отражаемость X, (%) в зависимости от длины волны падающего света (серебро 100%) 14 (1300А), 37 (2000А), 67 (ЗОООА), 70 (5000 А), 63 (10000 А), 88 (40000 А). Работа выхода при термоэлектронной эмиссии 4,6 эв, фото-электрич. работа выхода 4,37 эв. Темп-ра рекристаллизации X., как и др. металлов, зависит от мн. факторов. Темп-ра рекристаллизации X., полученного по пром. технологии, колеблется в интервале 800—850°. к (ккал/см.сек- ) 0,22 (100°), 0,18 (500°), 0,16 (900°). Обращает внимание повышение теплопроводности X. при повышении темп-ры. а-10 (1°С) 7,5 (20—100°), 8,8 (20—600°), 10,0 (20—1000°). с (кал молъ°С) 5,52 (20°), 5,75 (500°), 5,85 (900°), 9,40—для жидкого металла, [c.415]

Норрис [74] провел измерения работы выхода (методом термоэлектронной эмиссии) для грани (ПО) кристалла тантала в ходе эксперимента по изучению влияния на эту величину паров цезия. Хотя он и не приводит многих деталей эксперимента, можно предполагать, что с помощью кривой Ричардсона для тока при нулевом поле строилась кривая Шотки. Его результат Ф (ПО) = 4,75 + 0,06 эВ он представляется Норрису слишком завышенным в свете измерений Шелтона для грани (112), поскольку плоскость (112) также обладает плотной упаковкой. Однако, как уже было сказано выше, очень вероятно, что Шелтон действительно получил слишком заниженное значение ф. [c.238]

Сетки из платиновой проволоки или платинированные. Плагина обладает высокой работой выхода и растворяет торий, поэтому она не активируется в результате напыления тория на ее поверхность подобно другим металлам (Мо), Поэтому платину в последнее время используют как материал для сеток, расположенных вблизи катодов из торированного вольфрама в мощных генераторных лампах, для подавления нежелательной термоэлектронной эмиссии сеток [Л, 8, 30]. Для электронных ламп меньщей мощности (например, локационных с катодами из торированного вольфрама) ограничиваются покрытием используемой для изготовления сеток молибденовой проволоки слоем платины толщиной примерно 2,5 мк что для молибденовой проволоки диаметром примерно 40 мк соответствует увелн- [c.116]

А/см -К , Ге — коэффициент отражения для электронов при нулевом поле и ф — работа выхода. Не следует забывать те предположения, которые легли в основу вывода уравнения (2.1). Главные из них следующие а) поверхность проводника однородна, б) поле, необходимое для насыщения тока, настолько мало, что может быть положено равным нулю. На практике эти критерии так редко выполняются, что постоянные эмиссии , получаемые обычными методами, не имеют очевидного физического смысла и должны рассматриваться только как ориентировочные ожидаемые значения плотности тока с данной поверхности и при данных условиях. Несмотря на это и несмотря на предостережения, высказанные в явной или неявной форме в работах Херринга и Никольса [3], Хенсли [5], Шелтона [6] и Добрецова [7], неизменно продолжается составление таблиц термоэлектронных работ выхода и постоянных Ричардсона с целью представления их в качестве характерных физических констант. Вследствие этого имеет смысл еще раз подчеркнуть важность учета отклонений от указанных выше основных предположений, хотя это уже достаточно ясно было показано Херрингом и Ни-кольсом [3], а также другими авторами. [c.195]

В результате термоэлектронной эмиссии может возникнуть термоэлектронный ток (111.3.8.Г). Для вылета электрона из металла необходимо, чтобы кинетическая энергия электрона была достаточной для преодоления его связи с металлом— для совершения работы выхода А из металла. При комнатной температуре лишь немногие электроны обладают необходимой кинетической энергией и термоэлектронная эмиссия невелика. Явление термоэлектронной эмиссии интенсивно происходит при нагревании эм] ттера до [c.237]

Из формулы (8.6) следует, что плотность термоэлектронного тока определяется температурой эмиттирующей поверхности и работой выхода. Так как обе эти величины стоят в показателе эскпонеьггы, то зависимость тока от них очень сильная. Так, повышение тем1]е-ратуры вольфрамового катода от 1000 до 2500 К вызывает увеличение тока эмиссии примерно на 16,порядков покрытие вольфрамового катода одноатомным слоем цезия, уменьшающим работу выхода с 4,52 до 1,36 эВ, вызывает увеличение плотности тока примерно па 14 порядков. Поэтому в настоящее время катоды из чистых металлов практически не применяются (кроме катодов специального назначения). [c.213]

Современные достижения в области физических исследований металлов свидетельствуют о перспективности использования не только световой, но и электронной тепловой микроскопии, когда контраст изображения обус-словлен не геометрическим профилем поверхности образца, а определенными характеристиками материала, например работой выхода электрона при термоэлектронной эмиссии или фотоэмиссии кроме того, в качестве такой характеристики может быть использован коэффициент вторичной электронной эмиссии при бомбардировке первичными электронами. Эти характеристики существенно зависят от состава, фазового состояния, ориентации и темпера-10 туры изучаемого объекта, поэтому, например, эмиссионная высокотемпера- [c.10]

Эмиссия электронов. При нагревании М. до высоких темп-р наблюдается испарение электронов с поверхности М. (см. Термоэлектронная эмиссия). Число электронов, вылетающих из М. в единицу времени, дропорц. ехр (—WIkT), где W — работа выхода электрона из М. Величина W (2—5 эВ) у разл. М. (и даже на разных кристаллич. гранях одного М.) различна W зависит от состояния поверхности. Приложив к М. сильное электрич. поле ( 10 В/см), можно существенно увеличить эмиссию электронов за счёт того, что электроны покидают М. в результате туннельного прохождения (см. Лвтоэлектронная эмиссия). Различия в W обусловливают контактную разность потенциалов между разными М, [c.119]

ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — испускание электронов нагретыми телами (эмиттерами) в вакуум или др. среду. Выйти из тела могут только те электроны, энергия к-рых больше энергии покоящегося вне эмиттера электрона (см. Работа выхода). Число таких электронов (обычно это электроны с энергиями > I эВ относительно ферми-уровня в эмиттере) в условиях термодинамич. равновесия в соответствии с Ферми—Дирака распределением ничтожно мало при темп-рах ГяаЗОО К и экспоненциально растёт с Г. Поэтому ток Т. э. заметен только для нагретых тел. [c.99]

Темновой ток Ф.— ток через фотоэлемент в отсутствие облучения, определяется термоэлектронной эмиссией. Она зависит от состояния поверхности Ф. (работы выхода Ф) и его темп-ры. Темновой ток является осн. источником электрич. шума в фотоэлектронных приборах. Среднеквадратичный шум в отсутствие излучения равен [c.348]

Причина возникновения потенциалов и мощных электрических полей с напряженностью до сотен кВ/см — использование разнородных металов с разной работой выхода электрона и высокой контактной разностью потенциалов. Кроме того, создание электрических полей происходит в результате термоэлектронной эмиссии, экзоэлектронной эмиссии (эффект Крамера), электро-лизации и накопления электростатических зарядов в жидком диэлектрике — смазочном материале в результате трения. [c.227]

Механизм перехода электрона через двойную границу раздела железо (слой диэлектрика) ион гидроксония пояснен на рис. 5.45. Разность энергии между уровнем Ферми и потенциальной энергией электронов в вакууме в отсутствие электрического поля представляет собой термоэлектронлую работу выхода ф. При термоэлектронной эмиссии происходит вылет электронов из металла с уровней, находящихся ниже уровня Ферми, с кинетическими энергиями (p+S- Поверхность Ферми в железе расположена между валентной зоной и эоной проводимости изолятора (слой органических молекул -на поверхности железа). Работа, необходимая для нейтрализации иона Н3О+, находящегося на поверхности пленки из органических молекул, при переходе одного электрона из валентной зоны изолятора, обозначена на рис. 5.45 через 1)5. Потенциальный [c.252]

Работа выхода электронов. Эмиссия электронов с поверхности кристалла является чувствительным критерием для доказательства наличия адсорбционных слоев. Каждый кристалл обладает характерным потенциалом выхода электронов, определяющим энергию, необходимую для эмиссии электронов, которая может быть фотоэлектронной или термоэлектронной. Так как потенциал выхода электронов с поверхности металла сильно зависит от присутствия адатомов, то можно этим методом измерять степень покрытия 0 поверхности адатомами, причем можно обнаружить степени покрытия, начиная от долей моноатомного адсорбированного слоя. При малых степенях покрытия 0<1 (0=1 соответствует моноатомному покрытию). Для различных комбинаций металл — адатомы получается линейное соотношение между разностью интегрально измерен1н.1х потенциалов выхода ДФ и степенью покрытия 0 [c.363]

Работа выхода ср, определенная по данной формуле, хорошо согласуется с результатами, полученны И из экспериментя по термоэлектронной эмиссии (табл. 5-4- ). [c.351]

Хотя мы считаем, что в термоэлектронной дуге эмитиро ващные электроны переносят значительную часть тока, у нас нет точных сведений о том, как велика их доля в общем токе, и нет никакого разработанного для этой цели метода непосредственного измерения. Если бы вся энергия, подводимая к катоду положительными ионами, затрачивалась на термоэлектронную эмиссию, можно было бы составить следующий баланс энергии. Каждый ион (с единичным зарядом) обладает кинетической энергией еУс, где Ус — катодное падение потенциала, и энергией ионизации еУ1, где Vi — потенциал ионизации. Для нейтрализации каждого иона необходимо извлечь один электрон на это расходуется энергия еф, где Ф — работа выхода. Остальная энергия будет затрачиваться на высвобождение электронов, необходимых для переноса тока. [c.59]

Электронная эмиссия подразделяется на автоэлект-ронную, термоэлектронную и фотоэлектронную. Термоэлектронная эмиссия — это процесс выхода электронов с поверхности металла благодаря высокой температуре. Чем выше температура металла, тем больше будет работа выхода электронов, тем больше число вырываемых электронов. [c.137]

Дуги с неплавящимся (тугоплавким) катодом. Если катод сварочной дуги выполнен из материала с высокими точками плавления и кипения (вольфрам — Гцл = 3650°К, Гкип=5645— 6000° К уголь —Гвозг=4470° К, см. табл. 3.3 и 3.4), то он может быть нагрет до столь высокой температуры, при которой основная часть катодного тока обеспечивается за счет термоэлектронной эмиссии. Учитывая, что торированный Ш-катод является пленочным катодом, а примеси из плазмы (если изделие, например, алюминиевый сплав) могут за счет эффекта Молтера также снизить работу выхода, допустимыми по порядку будут следующие величины, указанные в примере (цифры для простоты расчета взяты округленно). [c.92]

Явление Т. э. можно рассматривать как испарение электронов из эмиттера. При Т. э. на испарение (эмиссию) термоэлектронов затрачивается тенлота, тем большая, чем больше работа выхода эмиттера, аналогичная теплоте испарения атомов или молекул. Равновесие между выходом термоэлектронов из эмиттера и их обратной конденсацией наступит при наличии пад поверхностью этого эмиттера электронного газа определенной плотности, аналогичной плотности насыщенного пара при испарении атомов или молекул. Термодинамич. рассмотрение системы эмиттер — равновесный электронный газ над ним, также дает возможность получить выражение для / (Т). Ото рассмотрение не содержит к.-л. предиоложении о свойствах электронов внутри эмиттера, по требует знания свойств электронного газа иад эмиттером. Если рассматривать этот газ как идеальный (законность этого можно обосновать почти для всех известных эмиттеров), то на основе термодинамики так е получают ур-ние (2), из к-рого видно, что Т. э. тела при заданной темп-ре определяется работой выхода ф и средним коэфф. прохождения термоэлектронов (1 — г) через границу эмиттер — вакуум последний близок к 1 и не сильно отличается у различных эмиттеров, поэтому основной характеристикой тер-люкатода является его работа выхода. [c.174]

В четвертой главе (X. С. Ривьере, Англия) дан критический обзор методов и результатов исследования работы выхода металлов, некоторых полупроводников и бинарных соединений. Автор хорошо известен своими исследованиями работы выхода металлов. В главе подробно рассмотрены различные методы определения работы выхода термоэлектронная эмиссия, фотоэлектрические измерения, холодная эмиссия, разные варианты измерений контактной разности потенциалов и, наконец, измерения поверхностной ионизации. Приводятся довольно подробно отдельные детали конструкций для тех или других экспериментальных методик. В главе имеется весьма обширный фактический материал по величинам работы выхода (свыше 40 металлов, элементарные полупроводники, около сотни бинарных соединений оксиды, нитриды, сульфиды, бориды, фториды и ин-терметаллиды). Автор широко дискутирует вопрос о надежности и точности тех или иных методов и проводит сопоставление результатов, полученных разными методами. Следует особо отметить, что обзор Ривьере достаточно полно отражает исследования советских авторов. [c.7]

Поверхности большинства эмиттеров, для которых экспериментально измерялись константы термоэлектронной эмиссии, были очень далеки от однородных. Вообще говоря, они имели неизвестное число пятен в неизвестных местах с неизвестными значениями работы выхода. В этих условиях Херринг и Никольс выделяли и рассматривали два главных предельных случая [c.197]

Как в случае термоэлектронной эмиссии, так и при фотоэлектронной эмиссии наличие не пренебрежимо малого ускоряющего поля вызывает уменьшение работы выхода. Имеют место термоэлектронный и фотоэлектронный эффект Шотки соответственно. Теория фотоэффекта впервые была разработана Гюзом и Мулли-ном [И] и впоследствии пересмотрена Джанкером [12, 13]. Авторы пришли к выводу, что при наличии ускоряющего электрического поля Е уравнение фотоэлектронной эмиссии (2.10) должно быть модифицировано и принимает вид [c.200]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...