- •Часть I. Термоэлектронная эмиссия
- •Оглавление
- •Введение
- •1.1. Модель металла Зоммерфельда
- •1.2. Химический потенциал
- •1.3 Работа выхода электрона
- •1.3.1. Поляризационная часть работы выхода
- •1.3.2.Растекание электронного газа
- •1.3.3. Эффект сглаживания электронного газа
- •1.3.4. Влияние внешнего электрического поля на работу выхода металла
- •1.4. Влияние периодичности решетки на электронные состояния. Зонная модель
- •II.Термоэлектронная эмиссия
- •2.1.Основные особенности термоэлектронной эмиссии
- •2.2 Термодинамический вывод основного уравнения термоэмиссии
- •2.3.Универсальность постоянной Ричардсона
- •2.4.Статистический вывод основного уравнения термоэмиссии
- •2.5.Шум термоэмиссионного тока
- •2.6.Влияние температурной зависимости работы выхода металлов на термоэлектронную эмиссию
- •2.7.Особенности термоэлектронной эмиссии с полупроводников
- •2.8.Распределение термоэлектронов по энергиям. Средняя энергия термоэлектронов
- •2.9. Закон трех вторых (закон Ленгмюра)
- •2.10.Экспериментальные методы определения термоэмиссионных констант
- •Значительная часть данных по величинам работы выхода различных материалов была получена термоэмиссионными методами, которые и рассмотрим ниже.
- •2.10.1. Метод полного тока
- •2.10.2. Метод прямых Ричардсона
- •2.10.3. Калориметрический метод определения работы выхода
- •2.10.4. Методы контактной разности потенциалов
- •2.10.4.А. Метод вибрирующего конденсатора (метод Зисмана-Томсона)
- •2.10.4.Б.Метод сдвига вольтамперных характеристик (метод Андерсена)
- •2.11.Экспериментальные методы измерения распределения электронов по энергиям
- •2.11.1.Анализаторы задерживающего поля
- •2.11.2.Анализаторы электростатического отклоняющего типа
- •2.12.Адсорбция
- •2.12.1.Терминология и общие сведения
- •2.12.2.Электронное состояние адатома
- •2.13. Работа выхода неоднородной поверхности
- •2.14. Термоэмиссионные катоды. Эффективные термокатоды
- •2.14.1. Пленочные катоды
- •2.14.2.Оксидный катод
- •П Рис.2.14.5. Матричный катод. 1 – губка с рабочим веществом, 2 - подогреватель, 3 – корпус. Рессованный или матричный катод, импрегнированный катод
- •2 Рис.2.14.6.Зависимости плотности термоэмиссионного тока от температуры для некоторых эффективных катодов [24]. .14.3.Чистые металлы
- •Рекомендуемая литература
- •Цитированная литература
Рекомендуемая литература
Л.Н.Добрецов, М.В.Гомоюнова “Эмиссионная электроника”. Изд-во “Наука”, М., 1966.
К.Херринг, М.Никольс “Термоэлектронная эмиссия”. ИЛ, М., 1950.
А.Модинос “Авто-, термо- и вторично-эмиссионная спектроскопия”. Изд-во “Наука”, М., 1990.
Н.А.Капцов «Электроника». Изд-во ГИТТЛ, М., 1956.
Sh. Yamamoto // Fundamental physics of vacuum electron sources.// Rep. Prog. Phys. 69 181–232 (2006)
Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц «Квантовая механика. Нерелятивистская теория» ГИФМЛ. 1963.
Цитированная литература
P.R.Schwoebel, I.Brodie // Surface-science aspects of vacuum microelectronics // J. Vac. Sci. Technol., v.B 13, р.1391 (1995).
J.T. Li, W.-D. Schneider, R. Berndt // Low-temperature manipulation of Ag atoms and clusters on a Ag(110)surface // Appl. Phys., v.A 66, р.S675–S678 (1998)
В.Г.Левич ”Введение в статистическую физику”, ГИТТЛ, Москва, 1954, 528 с.
J.A.Appelbaum, D.R.Hamann // Variational calculation of the image potential near a metal surface.// Phys. Rev. B 6, p.1122 (1972).
H.J.Juretschke // Electronic properties of metal surfaces // In “The surface chemistry of metals and semiconductors” Ed.H.C.Gatos, p.38, 1960.
Н.Марч, У.Янг, С.Сампантхар «Проблемы многих тел в квантовой механике». Изд-во «Мир». М., 1969.
B. Krahl-Urban, Buttiker M., Landauer R. // Dipole moments associated with edge atoms; a comparative study on stepped Pt, Au and W surfaces // Surface Sci., 1977, v.68, N 1, p.39-46.
B. Krahl-Urban, E.A.Niekish, H.Wagner // Work function of stepped tungsten single crystal surfaces. // Surface Sci., v.64, N 1, p.52 (1977).
Sh.Nakanishi, M.Kanno, T.Horiguchi // Work Function Study of Fe Adsorption on Fe (001) and (110) // Japan J.Appl.Phys., 21, N 7, р.L419 (1982).
K.Besocke, H.Wagner // Adsorption of W on W(110): work-function reduction and island formation.// Phys. Rev., B 8, p.4597-4600 (1973).
K.Besocke, H.Wagner // Adsorption of tungsten on stepped tungsten surfaces studied by work function measurement.// Surface Sci., 1975, v. 53, p.351.
E.W.Plammer, T.N.Rhodin // Atomic perfection and field emission from tungsten.// Appl.Phys.Lett., 11, 164 (1967).
R.Smoluchowski //Anisotropy of the electron work function of metals // Phys.Rev. 60, p.661-674 (1941).
P.A. Redhead //The birth of electronics: Thermionic emission and vacuum.// J. Vac. Sci. Technol., A 16, p.1394 (1998)
Stafford D.E., Weber A.H. // Photoelectric and thermionic Schottky deviations for tungsten single crystals // J.Appl.Phys., v. 34, p.2667, (1963).
A.R.Hutson // Velocity analysis of thermionic emission from single-crystal tungsten // Phys. Rev. 98, 889 (1955).
И.С.Градштейн, И.М.Рыжик “Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений”, ГИФМЛ, М., 1963;
А.П.Прудников, Ю.А.Брычков, О.И.Маричев “Интегралы и ряды”, Наука, ФМЛ. М.,1984
В.С.Фоменко “Эмиссионные свойства материалов”. Изд-во “Наукова Думка”, Киев, 1981.
Л.Иванов “Электрические источники света”, Гостехиздат, М.-Л., 1955
P.Nordlander, J.C.Tully // Energy shifts and broadening of atomic levels near metal surfaces. // Phys. Rev. B42, 5564 (1990).
A.G.Naumovets // Phase transitions in two dimensions. // Contemporary Phys., 30, 187 (1989).
Y.Li, H.Zhang, P.Liu, M.Zhang //A new dispenser cathode with dual-layer.// Appl.Surface Sci. 251, 126–129 (2005).
Н.Д.Моргулис // Современные термоэлектронные катоды.// УФН, 53, 501 (1954).
H.Kawano, T.Takahashi, Y.Tagashira, H.Mine, M.Moriyama // Work function of refractory metals and its dependence upon working conditions. // Appl. Surface Sci., 146, 105 (1999).
F-2.1. E.E.Huber //The effect of mercury contamination on the work function of gold // Appl. Phys. Lett. 8, N 7, 169-171 (1966).
Russell D. Young and Erwin W. Muller // Progress in FieldEmission WorkFunction Measurements of AtomicallyPerfect Crystal Planes J. Appl. Phys. 33, 91 (1962).
1 1кал=4,184 Дж
1 Под ретикулярной плотностью в кристаллографии понимают количество узлов (атомов, ионов) плоской решетки, приходящееся на единицу ее площади. Грани с малой ретикулярной плотностью часто называют «рыхлыми».