Термоэлектронная эмиссия это:

Термоэлектронная эмиссия
        Ричардсона эффект, испускание электронов нагретыми телами (твёрдыми, реже — жидкостями) в вакуум или в различные среды. Впервые исследована О. У. Ричардсоном в 1900— 1901. Т. э. можно рассматривать как процесс испарения электронов в результате их теплового возбуждения. Для выхода за пределы тела (эмиттера) электронам нужно преодолеть Потенциальный барьер у границы тела; при низких температурах тела количество электронов, обладающих достаточной для этого энергией, мало; с увеличением температуры их число растет и Т. э. возрастает (см. Твёрдое тело).
         Главной характеристикой тел по отношению к Т. э. является величина плотности термоэлектронного тока насыщения jo (рис. 1) при заданной температуре. При Т. э. в вакуум однородных (по отношению к работе выхода (См. Работа выхода)) эмиттеров в отсутствии внешних электрических полей величина j0 определяется формулой Ричардсона — Дэшмана:
        . (1)
        . (1)
        Здесь А — постоянная эмиттера (для металлов в модели свободных электронов Зоммерфельда: А = А0 = 4πek2m/h3 = 120,4 а2см2, где е — заряд электрона, m — его масса, k — Больцмана постоянная, h — Планка постоянная), Т — температура эмиттера в К, средний для термоэлектронов разных энергий коэффициент отражения от потенциального барьера на границе эмиттера; eφ работа выхода. Испускаемые электроны имеют Максвелла распределение начальных скоростей, соответствующее температуре эмиттера.
         При Т. э. в вакуум электроны образуют у поверхности эмиттера объёмный заряд, электрическое поле которого задерживает электроны с малыми начальными скоростями. Поэтому для получения тока насыщения между эмиттером (катодом) и коллектором электронов (анодом) создают электрическое поле, компенсирующее поле объёмного заряда. На рис. 1 показан вид вольтамперной характеристики вакуумного диода с термоэлектронным катодом. Плотность тока насыщения j0 достигается при разности потенциалов V0, величина которой определяется Ленгмюра формулой (См. Ленгмюра формула). При V < V0 ток ограничен полем объёмного заряда у поверхности эмиттера. Слабое увеличение j при V > V0 связано с Шотки эффектом. Рис. 1 показывает, что термоэлектронный ток может протекать и в отсутствии внешних эдс. Это указывает на возможность создания вакуумных термоэлектронных преобразователей тепловой энергии в электрическую. Во внешних электрических полях с напряжённостью Е ≥ 106— 107 в/см к Т. э. добавляется Туннельная эмиссия и Т. э. переходит в термоавтоэлектронную эмиссию.
         Величину φ для металлов (См. Металлы) и собственных полупроводников (См. Полупроводники) можно считать линейно зависящей от Т в узких интервалах температур ΔT вблизи выбранного T0: φ(T) = φ(T0) + α(TT0), где α — температурный коэффициент φ в рассматриваемом интервале температур ΔT. В этом случае формула (1) может быть написана в виде:
         j0 = ApT2 ехр (— еφр/кТ), (2)
        где Ap= А (1—) ехр (—eα/k) называется ричардсоновской постоянной эмиттера (однородного по отношению к работе выхода); еφр = φ(Т0) — αT0; еφ0 называется ричардсоновской работой выхода. Так как в интервале температур от Т = 0 до Т = Т0 α не сохраняет постоянной величины, то ричардсоновская работа выхода отличается от истинной работы выхода электронов при температуре Т = 0 К. Величины Ap и еφр находят по прямолинейным графикам зависимости: In (j0/T2) = f (1/T) (графикам Ричардсона). У примесных полупроводников зависимость φ(T) более сложная, и формула для j0 отличается от (2).
         Чтобы исключить входящие в формулу (1) неизвестные для большинства эмиттеров величины А и r̅, зависящие не только от материала эмиттера, но и от состояния его поверхности (определяются экспериментально), формулу приводят к виду:
        j = A0T2exp [—eφпт (Т)/кТ]. (3)
         Работа выхода еφпт (Т) мало отличается по величине от истинной работы выхода эмиттера eφ(T), но легко определяется по измеренным величинам j0 и Т; её называют работой выхода по полному току эмиссии. Величина еφпт (Т) является единственной характеристикой термоэмиссионных свойств эмиттера, и её знания достаточно для нахождения j0(T) (рис. 2).
         Однородными по φ эмиттерами являются грани идеальных монокристаллов как чистые, так и покрытые однородными плёнками др. вещества. Большинство употребляемых в практике эмиттеров не однородны, а состоят из «пятен» с различными φ (эмиттеры поликристаллического строения; со структурными дефектами; двухфазные плёночные и др.). Контактные разности потенциалов (См. Контактная разность потенциалов) между пятнами приводят к появлению над эмиттирующей поверхностью контактных полей пятен. Эти поля создают дополнительные барьеры для эмиссии электронов с пятен, где работа выхода меньше, чем средняя по поверхности, и вызывают аномальный эффект Шотки. Для описания Т. э. неоднородных эмиттеров в формулу (1) вводят усреднённые эмиссионные характеристики.
         Для получения токов больших плотностей, постоянных во времени, требуются эмиттеры с малыми φ и с большими теплотами испарения (См. Теплота испарения) материала; в ряде случаев к термоэлектронным эмиттерам предъявляются специальные требования (химическая пассивность, коррозионная стойкость и др.). Высокой термоэмиссионной способностью обладают так называемые эффективные катоды (оксиднобариевые, оксидноториевые, гексабориды щелочноземельных и редкоземельных металлов и др.) и некоторые металлоплёночные катоды (например, тугоплавкие металлы с плёнкой щелочных, щёлочноземельных и редкоземельных металлов).
         Т. э. лежит в основе действия многих электровакуумных и газоразрядных приборов и устройств.
         Лит.: Рейман А. Л., Термоионная эмиссия, пер. с англ., М.— Л., 1940; Гапонов В. И., Электроника, т. 1, М., 1960; Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В., Эмиссионная электроника, М., 1966; Кноль М., Эйхмейер И., Техническая электроника, пер. с нем., т. 1, М., 1971; Херинг К., Николье М., Термоэлектронная эмиссия, пер. с англ., М., 1950; 3андберг Э. Я., Ионов Н. И., Поверхностная ионизация, М., 1969; Фоменко В. С., Эмиссионные свойства материалов, К., 1970.
         Э. Я. Зандберг.
        Рис. 1. Зависимость плотности тока j термоэлектронного тока от разности потенциалов V, приложенной между эмиттером и коллектором электронов (вольтамперная характеристика).
        Рис. 1. Зависимость плотности тока j термоэлектронного тока от разности потенциалов V, приложенной между эмиттером и коллектором электронов (вольтамперная характеристика).
        Рис. 2. Плотность термоэлектронного тока насыщения при различных температурах и работах выхода eφ, определяемых по полному току термоэлектронной эмиссии.
        Рис. 2. Плотность термоэлектронного тока насыщения при различных температурах и работах выхода eφ, определяемых по полному току термоэлектронной эмиссии.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Термоэлектронная эмиссия" в других словарях:

  • 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 …   Физическая энциклопедия

  • ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — испускание эл нов нагретыми телами (эмиттерами) в вакуум или др. среду. Выйти из тела могут только те эл ны, энергия к рых больше энергии эл на, покоящегося вне тела (см. РАБОТА ВЫХОДА). Число таких эл нов в условиях термодинамич. равновесия, в… …   Физическая энциклопедия

  • ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — испускание электронов нагретыми твердыми телами или жидкостями (эмиттерами). Термоэлектронную эмиссию можно рассматривать как испарение электронов из эмиттера. В большинстве случаев термоэлектронная эмиссия наблюдается при температурах… …   Большой Энциклопедический словарь

  • термоэлектронная эмиссия — термоэлектронная эмиссия; отрасл. термоионная эмиссия Электронная эмиссия, обусловленная исключительно тепловым состоянием (температурой) твердого или жидкого тела, испускающего электроны …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • термоэлектронная эмиссия — Электронная эмиссия, обусловленная только температурой электрода. [ГОСТ 13820 77] Тематики электровакуумные приборы …   Справочник технического переводчика

  • ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ, «испарение» ЭЛЕКТРОНОВ с поверхности вещества при его нагреве …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — испускание электронов нагретыми телами (эмиттерами) в вакуум или др. среду. Явление наблюдается при температурах, значительно превышающих комнатную; в этом случае часть электронов тела приобретает энергию, превышающую (млн. равную) работу выхода… …   Большая политехническая энциклопедия

  • термоэлектронная эмиссия — испускание электронов нагретыми твёрдыми телами или жидкостями (эмиттерами). Термоэлектронную эмиссию можно рассматривать как испарение электронов при их тепловом возбуждении. В большинстве случаев термоэлектронная эмиссия наблюдается при… …   Энциклопедический словарь

  • ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ — испускание электронов нагретой поверхностью. Еще до 1750 было известно, что вблизи нагретых твердых тел воздух теряет свое обычное свойство плохого проводника электричества. Однако причина этого явления оставалась неясной до 1880 х годов. В ряде… …   Энциклопедия Кольера

  • термоэлектронная эмиссия — termoelektroninė emisija statusas T sritis chemija apibrėžtis Elektronų spinduliavimas iš įkaitusių kietųjų kūnų arba skysčių. atitikmenys: angl. thermoelectronic emission rus. термоэлектронная эмиссия …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Книги

Другие книги по запросу «Термоэлектронная эмиссия» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»