3.4 Фотоелектронна емісія і її закони. Характеристика і параметри фотоелектронної емісії.

Если на пов-ть какого-либо металла падает поток эл-магн излучения, то оно частично отражается, частично поглощается. Та часть, которая поглощаеся, может привести к возниновению новых эл-нов в зоне электрической проводимости, т. е. увелчить общую электропроводность металла. Это явление – фотопроводимость или фотоэффект.У пп и диэлектриков может увеличивать электропроводность в несколько раз. При поглощении квантов света в твёрдом теле могут также появляться эл-ны с настолько большой энергией, которые могут преодолеть пов-ть, т. е. потенциальный барьер, тем самым оказаться эмитированными. Это явление – внешний фотоэффект или фотоэлектронная эмиссия.

Закон Эйнштейна: max E фотоэлектронной эмиссии прямопроцонален частоте излучения и не зависит от его интенсивности.

- закон Эйнштейна

, - красная граница фотоэффекта

- работа выхода если между катодом и анодом приложено поле

Характеристики и параметры фотоэлектронной эмиссии.

1.Фотоэлектронная чувствительность , - фотоэлектрический ток насыщения, - поток падающего изучения

Если измеряется в эл./квант, то это увантовый выход фотоэлектронной эмиссии – квантовая чувствительность.

Распределение по спектру излучения возбуждаюего света – спектральная характеристика. Форма её зависит от того, что использовано при построении: квантовая чувствительность ~I при (постоянном числе фотонов) или при (постоянной энергии света).

Спектральная чувствительность , где - мощность выделенного участка излучения. Рассмотрим для Т=0к.

Характеристика начинается с , когда энергия фотона достаточна для того, чтобы вырвать эл-н с уровня Ферми. При увеличении для вырывания эл-нов будут доступны нижележащие уровни и эмиссия будет расти. Но будет расти в замедленном темпе, т. к. густота уровня уменьшается по мере приближения ко дну потенциальной ямы металла и эл-нов на ней находится меньше.

Когда для вырывания доступны все эл-ны из зоны проводимостиметалла, и квантовая чувствительность должна перестать зависеть от . Однако согласно квантовой механике акт поглощения энергии уменьшается при увеличении . По этой причине кривая начинает снижаться при .

И сходя из спектральной характеристики фотоэл чувствительности можно сказать, что все металлы обладают селективным поглощением, т. е. имеют максимальную фотоэлектронную эмиссию в определённом интервале длин волн. Для собственных пп необходимая для возникновения , - внешняя работа выхода, - ширина запрещённой зоны.

Термоэлектронная работа выхода

Для примесных пп

3.5 Вторичная электронная эмиссия.

Если на пов-ть металла падает поток эл-нов, обладающих большой энергией, то наблюдается идущий от этой пов-ти новый встречный поток эл-нов – вторичная эмиссия.

К оэффициент вторич эмиссииs зависит от энергии первичных электронов.

П роцессы, определяющие вторич эмиссию, протекают не на пов-ти эмиттера, а внутри. Первичные эл-ны проникают внутрь металла и на своём пути передают энергию встречающимся на пути эл-нам металла. Если энергия эл-нов которые получили энергию от соударений, будет достаточна для совершения работы выхода, то они покинут металл(расположенные недалеко от пов-ти). А эл-ны, расположенные вдали от пов-ти, не покинут эмиттер т.к. им недостаточно энергии для выхода или они сталкиваются с атомами и отдают им энергию. Предельная глубина, двигаясь с которой, эл-ны ещё могут выйти из ме, наз предельная глубина диффузии. Вторичная эмиссия сильно зависит от угла падения вторичных эл-нов на пов-ть. При увеличении угла увеличивается число вторич эл-нов в пределах глубины , в следствие чего увеличивается s.