Распределение электронов на поверхности металла

Распределение электронов на поверхности металла [c.21]

Другой эффект — это сглаживание распределения электронов на поверхности [19]. Он объясняется следствием электронной теории металлов, согласно которому энергия электронов тем ниже, чем глаже заключающая их поверхность [15]. На фиг. 1.6 показаны (100)- и (110)-поверхности простой кубической решетки. На фиг. 1.6, а изображено исходное гладкое распределение электронов на (100)-поверхности, где дальнейшее сглаживание невозможно, в то время как на фиг. 1.6, б показано исходное распределение на (110)-поверхности (пунктир), которое подвергается сглаживанию (непрерывная линия). [c.24]

Если атмосфера дуги содержит пары элементов, образующих на поверхности металла отрицательные ионы, образование которых сопровождается выделением энергии сродства к электрону то это приводит к изменению характера распределения энергии на участках дуги, что четко наблюдается при наличии в дуге атомарного фтора и кислорода. [c.23]

Перейдем теперь непосредственно к задаче о проникновении поля при аномальном скин-эффекте. Здесь мы имеем дело с задачей о полупространстве, которую надо решать с учетом граничных условий на поверхности металла. Граничные условия для функции распределения зависят от физических свойств поверхности по отношению к падающим на нее электронам. Существенно, однако, что в данном случае в создании тока участвуют в основном лишь электроны, летящие почти параллельно поверхности металла (о них говорят как о скользящих электронах). Для таких электронов закон отражения в значительной степени не зависит от степени совершенства поверхности металла и близок к зеркальному, т. е. электроны отражаются с изменением знака нормальной к поверхности компоненты скорости V при неизменных тангенциальных составляющих (чтобы не прерывать изложение, более подробное обсуждение этого вопроса перенесем в конец этого параграфа). [c.441]

На кривой с имеется широкий максимум — потенциальный холм , вершина которого лежит ниже линии АА. На том же рисунке слева показано распределение энергии движения Wx по направлению, нормальному к поверхности, для электронов, попадающих изнутри на границу металла. [c.64]

То обстоятельство,, что даже при наиболее благоприятном расположении электродов характеристика фототока не обрывается сразу, а более или менее полого падает до нуля, указывает, что скорости вылетающих электронов различны самые медленные электроны задерживаются очень слабым тормозящим полем для задержания самых быстрых требуется встречная разность потенциалов, равная V. Изучив законы спадания характеристики, можно определить распределение электронов по скоростям. Причина такого разнообразия скоростей заключается в том, что свет может освобождать электроны не только с поверхности металла, но и из некоторой глубины эти последние электроны теряют часть сообщенной им скорости раньше, чем они выйдут на поверхность, вследствие случайных столкновений внутри металла. [c.637]

Ясно, что лучше всего было бы определить точную волновую функцию электронов, движущихся в металле с беспорядочно распределенными примесными центрами, и вычислить среднее значение -Ь (г )ф(г) по поверхности постоянной энергии. Однако решение такой задачи сопряжено с непреодолимыми трудностями. Можно ожидать, что когерентность волновой функции возбужденного состояния (для основного состояния это не обязательно так) будет нарушаться на расстоянии порядка средней длины свободного пробега. Поэтому введение предложенного Пиппардом множителя является разумным. Необходимость такого множителя вытекает из следующих рассуждений. Предположим, что центры рассеяния беспорядочно распределены в перпендикулярном к оси х слов шириной w и что вне этого слоя примеси отсутствуют, как это показано на фиг. 9. Тогда решения уравнения Шредингера вне слоя имеют вид плоских волн. Если предположить, что рассеяние некогерентно, то можно с помощью общей теории рассеяния точно вычислить (ф (г ) ф (г)) при условии, что гиг лежат вне слоя. [c.717]

Метод намерения Д. д. состоит в генерации неравновесных носителей (обычно светом, путём проектирования ярко освещённой щели на поверхность образца) н их регистрации на нек-ром расстоянии г от. места генерации. Коллектором неравновесных частиц может служить электронно-дырочный переход или контакт металл-полупроводник. Изменяя г (расстояние между световой н елью и коллектором) и сигнал, снимаемый с коллектора, можно определить стационарное распределение концентраций неравновесных носителей. Зная зависимость концентрации от отношения r/L, определяют L. [c.686]

ШОТТКИ ЭФФЕКТ—рост электронного тока насыщения из твёрдого тела (катода) под действием внешнего ускоряющего электрич, поля вследствие уменьшения работы выхода электрона из твёрдого тела (рис.). При отсутствии электрич. поля распределение потенциала U у поверхности металла имеет форму гиперболы (кривая I на рис.), что связано с действием сил электрич. притяжения, называ- [c.467]

Чтобы объяснить эти экспериментальные результаты, приходится прибегать к разного рода допущениям, которые не всегда могут быть доказаны. В частности, одни авторы допускают, что под влиянием адсорбированного кислорода изменяется распределение электронов в поверхностном слое металла. Другие считают, что на поверхности электрода имеется ограниченное число активных центров, связывание которых достаточно для прекращения [c.23]

Эмиссионный способ основывается на выбивании электронов с поверхности металлического образца, причем их распределение по энергиям позволяет сделать заключение о структуре металла. [c.120]

На рис. 2 схематически представлены четыре типа связи. Связь атомов в металле (г) дает представление о равномерном распределении электронной плотности между ионами [7]. Однако поверхность металлов имеет свою специфику, о которой речь будет идти далее. [c.20]

Источником рассмотренных особенностей дуги с твердым катодом может служить прежде всего сама кристаллическая структура поверхности твердого металла. Как это было установлено непосредственными наблюдениями для различных металлов [Л. 169—172], автоэлектронная эмиссия распределяется резко неравномерно по поверхности металла, сосредоточиваясь преимущественно на отдельных гранях кристаллов и в особенности на стыках граней у острых вершин. Эта неравномерность распределения эмиссионного тока ярко проявляется в так называемой гаечной структуре эмиссионной картины в электронных проекторах. Ее принято относить за счет неодинаковых значений работы выхода электронов для отдельных граней кристалла [Л. 173—177]. Работы выхода для ряда граней кристалла вольфрама были определены двумя различными методами Л. 175, 176], приведшими к удивительно хорошо совпадающим результатам. Согласно этим данным при переходе от одной грани [c.139]

Обнадеживающий успех в изучении пленок был получен Брюхе Бели действовать ультрафиолетовым светом на металлическую пластинку, то испускание электронов происходит из различных точек при помощи магнитной электронной линзы имеется возможность фокусировать электроны от каждой точки на соответствующие точки флуоресцирующего экрана. Если (как в случае с платиновой фольгой, нагретой до 900" ) разные зерна поверхности металла различны по своей фотоэлектрической чувствительности, то на экране появится изображение поверхности, показывающее структуру зерен, так же как на обычной световой фотографии. Брюхе установил, что присутствие окисной пленки или пленки жира сильно уменьшает эмиссию электронов с цинка. Если нажать пальцем на цинковую пластинку, то жирный отпечаток невидим на обычной фотографии (если только он не проявлен методом порошка, хорошо известного криминологам), но электронный снимок передает изображение отпечатка очень ясно. Возможности применения этого метода для установления распределения пленок, конечно, ясны читателю. [c.107]

Нагревание металла сварного соединения при дуговой сварке определяется эффективной тепловой мощностью дуги и распределением вьщеляемой теплоты на поверхности и в объеме детали. Наибольшую интенсивность тепловой поток сварочной дуги имеет в центре активного пятна вследствие электронной и ионной бомбардировки. По мере удаления от центра пятна интенсивность теплового потока убывает (рис. 3.2). В пограничных с активным пятном областях металл нагревается в основном за счет излучения и конвективного обмена с горячими газами дуги. При сварке под флюсом тепловой поток дуги более сосредоточен, чем при ручной дуговой сварке. [c.42]

Простейшая и исторически первая модель свободных электронов Зоммерфельда, в которой пренебрегают потенциальной энергией электронов, тем не менее позволила неплохо объяснить электрические свойства металлов и связь электропроводности с теплопроводностью. К сожалению, для ограниченных кристаллов эта модель, строго говоря, неприменима, поскольку в ней отсутствует учет сил, удерживающих электроны в твердом теле, и они должны были бы "выливаться" через поверхность. Это очевидное несоответствие обходят формальным введением некоего гипотетического барьера на границе кристалла (модель свободного электронного газа в "потенциальном ящике"). Как и для обычного газа в замкнутом сосуде, распределение электронов по всему кристаллу в этой модели совершенно однородно. [c.14]

Теория атомных свойств полупроводников имеет еще более зыбкую основу. Опять проблема состоит не в отыскании самой энергии связи. Даже если мы пренебрежем полупроводниковой природой кремния и будем рассматривать его как простой металл в приближении Вигнера — Зейтца, то мы получим примерно правильные энергию связи и даже равновесный атомный объем (23). Это не позволяет определить ту конфигурационную зависимость энергии, которая возникает целиком из-за небольших изменений энергии при переходе электронов из металлического состояния в сильно связанное. Однако удача с энергией связи наводит на мысль, что в данном случае мы могли бы воспользоваться методом псевдопотенциалов, как мы это делали для простых металлов (241. Подобный подход, очевидно, совершенно неприменим к электронным свойствам, когда главным является исчезновение ферми-поверхности. Кроме того, при рассмотрении экранирования возникает принципиальная ошибка в области длинных волн диэлектрическая функция расходится в области длинных волн вместо того, чтобы стремиться к некоторой константе, как это должно было бы быть. Однако если интересующие нас свойства характеризуются фурье-компонентами потенциала с длинами волн порядка периода решетки, описанный подход может оказаться разумным. Таким образом, в частности, можно получить распределение электронной плотности в кремнии, показанное на фиг. 6, которое, по крайней мере полуколичественно, согласуется с экспериментом. Вместе с тем, определяя наиболее устойчивую структуру, мы не можем [c.499]

Однако даже когда нас интересуют лишь объемные свойства, нам все равно приходится иметь дело с поверхностью при необходимости описать эксперимент, связанный с удалением электрона из металла (например, измерение напряжения посредством вольтметра). Хотя вначале электрон расположен в глубине металла, требуемая для его извлечения энергия всегда зависит не только от условий в объеме образца, но и от поверхностных условий. Это происходит потому, что вблизи поверхности возникают отклонения в распределении электронного заряда, которые ввиду большого радиуса действия кулоновского взаимодействия влияют на энергию уровней вдали от поверхности. Подобными эффектами объясняются явления контактной разности потенциалов (см. ниже), термоэлектронной эмиссии (испарения электронов из металла при высоких [c.353]

Поверхность существенно влияет на распределение электронов в металле это приводит к двум эффектам эффекту эмиссии электронов и эффекту сглаживания электронной плотности детальное обсуждение их проведено в [12—16]. Электроны должны покидать поверхность, так как иначе градиент плотности их распределения заставлял бы возрастать кинетическую энергию на поверхности до бесконечности [это видно из (2.33)]. Уход электронов с поверхности наружу повышает положительный заряд внутри поверхности и отрицательный заряд вне ее, т. е. образуется двойной электрический слой, который увеличивает работу выхода металла. [c.22]

Пусть —IV — потенциал свободных электронов в металле, а химический потенциал Хо при 0° К меньше —и на величину ф (фиг. 91). При конечных температурах электроны, обладающие большой энергией (т. е. находящиеся в верхней части распределения Ферми), могут вылететь из металла наружу. Используя данный металл в качестве катода и создавая определенную разность потенциалов между ним и каким-либо анодом, можно собрать все электроны, покинувшие металл. Показать, что возникающий при этом термоэлектронный ток / через единицу поверхности металла определяется формулой Ричардсона [c.275]

Электроны вырываются из металла и притягиваются к положительному заряду, индуцированному на поверхности, образуя некое распределение пространственного заряда вблизи поверхности металла (фиг. 119). Считая [c.347]

Данная глава рассказывает о современном состоянии исследований свойств хемосорбированного водорода. Эта область науки в значительной мере обязана своими успехами последним достижениям техники получения ультравысокого вакуума, способной обеспечить чистоту поверхностей адсорбентов, а также квантов.омеханическим и статистико-термодинамическим методам получения надежной информации о хемосорбированном состоянии. Обзор теоретических исследований хемосорбированного состояния начинается с традиционного рассмотрения электронной структуры неограниченного кристалла. Нарушение конфигурации электронов кристалла, связанное с созданием поверхности, принимается во внимание при описании поверхностных состояний и распределения электронов на поверхности металлов (см. 2, п. 1). Хемосорбция водорода на собственных полупроводниках, таких, как Ое и 51, или на примесных полупроводниках, таких, как ZnO, обсуждается в 3 с учетом поверхностных состояний. В случае металлов на основе квантовомеханического рассмотрения делается вывод о существовании двух видов хемосорбированного состояния — г-состояний и -состояний хемосорбированного водорода, условно называемых г- и 5-ато-мами ( 4). [c.11]

Особенности в оптич. поглощении появляются при аномальном скин-эффекте, когда у < Й или / > б = = с/(йр. Строгая теория здесь основывается на реше-вии кинетич. ур-ния для неравновесной ф-цни распределения лектронов по энергиям в поле световой волны. Из теории следует, что существует особое, поверхностное поглощение, к-рое зависит от типа рассеяния свободных электронов на поверхности металла и возникает вследствие пространств, дисперсии проводимости. В области частот у < со < Й (сильно аномальный скии-аффект) такой механизм поглощения является единственным, и определяемый им коэф. поглощения равен [c.111]

Металлы обладают электронной, а электролиты — ионной проводимостью. Поэтому анодные и катодные процессы протекают раздельно на разных участках поверхности металла, образуя микроаноды и микрокатоды. Они составляют микропары, которые являются как бы электродами микро-гальванического (коррозионного) элемента (рис. 1.10.). В элементе возникает электрический ток, сила которого при замыкании коррозионного элемента может быть измерена. Возникновение микропар, микрокоррозионных элементов на поверхности металла может быть следствием не только его термодинамической неустойчивости, вызывающей его ионизацию — окисление, но и различных неоднородностей как в самом металле, так и на его поверхности, пленок на металле. Микропары могут возникать и вследствие неравномерности концентрации ионов электролита в приэлектродном слое, неравномерности доступа и распределения кислорода или другого окислителя в растворе и т. п. [c.34]

Конструкция пирокона подобна конструкции стандартного видикона. Основные отличия — использование окна, прозрачного для ИК-излучения, и пироэлектрического материала мишени. Тепловое излучение объекта фокусируется объективом на мишень. В результате поглощения излучения на поверхности мишени формируется потенциальный рельеф мишени, соответствующий распределению температур. Сигнал, возникающий при считывании сфокусированным электронным пучком распределения потенциала (заряда), пропорционален распределению интенсивности падающего на мишень излучения. Эти заряды и создают за счет емкостной связи выходной сигнал па пластине, представляющей собой слой металла, нанесенный на противоположную по отношению к лучу сторону ми нени. [c.141]

На рис. 30 приведена условная схема предлагаемого механизма образования деформационного внутреннего двойного слоя в металле и изменения заряда поверхности. На рис. 30, а схематически показаны три последовательных положения узлов решетки и распределения электронной плотности, которые для наглядности даны в одном измерении, нормальном к поверхности. До деформации (I) в металле соблюдается локальная электронейтральность и френкелев- [c.100]

Информация о П. с. существенна при определении термодинамич. характеристик твёрдых тел (теплоёмкость, магн. восприимчивость и др.), задаваемых интегралами по энергии от соответствующих микроскопич. величин, умноженных на ф-цию распределения и П. с. На кинетич. характеристики (электропроводность, теплопроводность и др.) также влияет П. с. При этом для вырожденных систем, ферми-часгиц, наир, электронов в металлах, особенно важна П. с. на поверхности Ферми g p), входящая непосредственно в виде множителя в большинство макроскопич, характеристик системы. Для полупроводников наиб, важна П. с, вблизи дна зоны проводимости и потолка валентной зоны. [c.638]

В работах [805, 806] методом спинового эха исследовали частицы Pt диаметром 33—200 А, осажденные на силикагеле. Наблюдалась аномально широкая резонансная линия, более чем на порядок величины превышающая линию ЯМР в массивной платине. Было найдено, что это уширение линии обусловлено неоднородностью магнитного поля в пределах частиць и убывает как В области температур 1,7—77 К температурная зависимость ширины линии не обнаружена, вследствие чего уширение линии было приписано распределению сдвига Найта внутри частицы, возникающему благодаря фриделев-ским осцилляциям плотности электронных спинов вблизи поверхности металла. Анализ результатов показал, что градиент поля существует Б поверхностном слое толщиной 1,5 0,5 постоянных решетки независимо от размера частиц. Несмотря на эти аномалии, положение пика резонансной линии и значения Т , были такими же, как у массивного металла. [c.279]

В предположении линейности распределения дефектов концентрационные градиенты для полупроводящей окалины двух главных видов должны изменяться так, как это схематически показано на рис. 39. Соответствующие модели ионной структуры были изображены на рис. 9 и 7. В пленках окиси цинка 2 пО участок около Поверхности раздела металл — окисел обогащен междоузельными нонами цинка и электронами. В пленках же закиси меди катионных вакансий и ионов двухвалентной меди у поверхности металла содержится мало, тогда как на поверхности раздела окисел — газ концентрации и тех и других больше. В обоих случаях концентрация не.металличеокого компонента убывает, разумеется, от поверхности раздела газ — окисел к поверхности раздела окисел — металл, а концентрация металла в том же направлении возрастает. [c.131]

Анализ с помощью электронного микроскопа при увеличении в 12500 раз микроструктуры стали 65 ходовых колес кранов, подвергнутых процессу сорбитизации, показал, что на поверхности катания структура характеризуется преобладанием равномерно распределенных карбидов глобулярной (округлой) формы и меньшим числом карбидов пластинчатой формы. Карбиды округлой формы имеют большую по сравнению с карбидами пластинчатой 4юрмы твердость. По мере увеличения расстояния от поверхности катания колеса в структуре металла увеличивается содержание пластинчатых карбидов, что и вызывает плавное снижение твердости металла. [c.75]

Явление скин-эффекта связано с неравномерным распределением переменного тока по сечению проводника у поверхности металла концентрация электронов максимальна, резко уменьшается по глубине. В главе 2 нами были определены глубины скин-слоя б (расстояние, на котором поле убывает в е раз) и получены основные физические параметры по толщине металла, исходя из решения уравнения Максвелла с учетом закона Ома. В соответствии с законом Ома предполагалось, что плотность тока в любой точке металла определяется величиной напряженности электрического поля в этой же точке. Однако это предположение в общем случае не соответствует действительности. В самом деле, в пределах глубины скин-слоя поле Е резко меняется. За время Хр — прохождения длины свободного пробега I — электрон будет пересекать область, характеризуемую резким изменением Е, т. е. закон /=о при а = onst оказывается несправедливым. [c.190]

Конструкция мощных электронно-лучевых пушек для испарения металлов. Для испарения металла в непрерывных линиях применяют плосколучевые и аксиальные пушки с отдельной откачкой катодно-анодного узла. Для защиты от паров металла и брызг пушки располагают ниже уровня поверхности расплава или вдали от нее. Электронный поток, эмиттируемый разогретым вольфрамовым катодом, после фокусировки движется по искривленной траектории и попадает на поверхность испарителя. Для равномерного распределения мощности нагрева по поверхности металла электронный луч при помощи магнитной отклоняющей системы заставляют сканировать по поверхности расплава. Разработаны методы управления электронным лучом, позволяющие концентрировать повышенную мощность на отдельных участках испарителя, например, на краях тигля и повышать тем самым равномерность толщины покрытий [219]. [c.238]

Тлеющий и д у г о в о й р а 3 р я д [ ]. Эти формы газового разряда являются стационарными, то может длительное время проходить через газ, не меняя своего значения. Нетрудно сформулировать требования стационарности разряда. Около поверхности отрицательного электрода (катода) ионизации нет, т. к. агенты ионизации—электроны—именно отсюда начинают двигаться и способны достигнуть ионизационной энергии, только пройдя нек-рое расстояние d, В области от катода до этого й газ остается так. обр. непроводником. В первые моменты по наложении напряжения ток может проходить через газ емкостным образом в непро одящем слое и путем переноса за рядов в остальной части междуэлектродного пространства длительное же существование разряда возможно очевидно только при наличии переноса зарядов также и в непроводящем слое. Было показано, что источником носителей тока в этом слое являются электроны, сорванные с катода. Процесс развивается след, образом при включении напряжения равномерное распределение потенциала между электродами быстро искажается таким образом, что у катода образуется большое падение на непроводящем слое. Положительные ионы разгоняются в этом слое и, попадая на поверхность катода, вырывают оттуда электроны. В виду того что этот акт сильно зависит от металла катода, характеристики тлеющего разряда определяются не одним только газом, как в Тоунсенд-форме, но и материалом катода. Замечательной особенностью тлеющего разряда является постоянство катодного падения потенциала в очень значительных пределах изменения, приложенного извне к трубке. Сида тока через газ при тлеющем разряде может быть представлена соотношением [c.28]

Возникновение разности потенциалов на поверхности электродов обусловлено пространственным разделением положительных и отрицательных зарядов вблизи фазовой границы раздела. Разделение зарядов может быть вызвано неравномерностью распределения электронов в поверхностном слое металла, образованием ориентированного слоя адсорбированных ди-нольных молекул (нанр., в водных растворах — молекул воды), а также возникновением ионного двойного электрического слоя. При изменении Э. п. электрода напр., нронусканнем тока, изменением концентрации потенциалопределяющих ионов и т. д.) меняется гл. обр. количество зарядов в двойном слое. Потенциал, при к-ром количество зарядов в двойном слое падает до нуля, т. е. ионный двойной слой вообще отсутствует, наз. потенциалом пу.гевого заряда. [c.456]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...