Термоелектронна емісія
Термоелектронна емісія,Річардсон ефект, випромінювання електронів нагрітими тілами (твердими, рідше - рідинами) у вакуум або в різні середовища. Вперше досліджено О. У. Річардсоном в 1900-1901. Термоелектронна емісія можна розглядати як процес випаровування електронів в результаті їх теплового збудження. Для виходу межі тіла (емітера) електронам потрібно подолати потенційний бар'єр біля межі тіла; при низьких температурах тіла кількість електронів, що мають достатню для цього енергію, мало; зі збільшенням температури їхня кількість зростає і Термоелектронна емісія зростає (див. Тверде тіло).
Головною характеристикою тіл стосовно Термоелектронна емісія є величина густини термоелектронного струму насичення jo (рис. 1) при заданій температурі. При термоемісія у вакуум однорідних (по відношенню до роботи виходу) емітерів без зовнішніх електричних полів величина j0 визначається формулою Річардсона - Дешмана:
Мал. 1. Залежність щільності струму j термоелектронного струму від різниці потенціалів V, прикладеної між емітером та колектором електронів (вольтамперна характеристика).
. (1)
Тут А - постійна емітера (для металів у моделі вільних електронів Зоммерфельда: А = А0 = 4 p ek 2 m/h 3 = 120,4 а/К 2 см 2 де е - заряд електрона, m - його маса, k - Больцмана постійна, h - Планка стала), Т - температура емітера в К, - середній для термоелектронів різних енергій коефіцієнт відображення від потенційного бар'єру на межі емітера; e j - робота виходу. Електрони, що випускаються, мають Максвелла розподіл початкових швидкостей, що відповідає температурі емітера.
Термоелектронна емісія у вакуум електрони утворюють у поверхні емітераоб'ємний заряд, електричне поле якого затримує електрони з малими початковими швидкостями. Тому для отримання струму насичення між емітером (катодом) та колектором електронів (анодом) створюють електричне поле, що компенсує поле об'ємного заряду. На рис. 1 показано вид вольтамперної характеристики вакуумного діода з термоелектронним катодом. Щільність струму насичення j0 досягається при різниці потенціалів V0, величина якої визначається Ленгмюр формулою. При V V0 пов'язане з ефектом Шотки.Мал. 1показує, що термоелектронний струм може протікати і без зовнішніх едс. Це свідчить про можливість створення вакуумних термоелектронних перетворювачів теплової енергії електричну. У зовнішніх електричних полях із напруженістю Е ³ 10 6 — 10 7 в/см до Термоелектронна емісія додається тунельна емісія та Термоелектронна емісія переходить до термоавтоелектронної емісії.
Величину j для металів і власних напівпровідників можна вважати лінійно залежною від Т у вузьких інтервалах температур D T поблизу обраного T0: j (T) = j (T0) + a (T— T0), де a — температурний коефіцієнт j у розглянутому інтервалі температур D T. У цьому випадку формула (1) може бути написана у вигляді:
де Ap = А (1-) ехр (-e a / k) називається річардсонівської постійної емітера (однорідного по відношенню до роботи виходу); е j р = j (Т0) - a T0; е j 0 називається річардсонівською роботою виходу. Так як в інтервалі температур від Т = 0 до Т = Т0 a не зберігає постійної величини, то річардсонівська робота виходу відрізняється від справжньої роботи виходу електронів при температурі Т = 0 К. Величини Ap і j р знаходять за прямолінійними графіками залежності: In ( j0/T2) = f(1/T) (графікам Річардсона). У домішкових напівпровідників залежність j (T) більшаскладна і формула для j0 відрізняється від (2).
Щоб виключити входять у формулу (1) невідомі більшості емітерів величини А і , залежні як від матеріалу емітера, а й стану його поверхні (визначаються експериментально), формулу приводять до виду:
Робота виходу е j пт (Т) мало відрізняється за величиною від справжньої роботи виходу емітера e j (T), але легко визначається за виміряними величинами j0 і Т; її називають роботою виходу повним струмом емісії. Величина е j пт (Т) є єдиною характеристикою термоемісійних властивостей емітера, і її знання достатньо знаходження j0(T) (рис. 2).
Мал. 2. Щільність термоелектронного струму насичення при різних температурах та роботах виходу e j , що визначаються по повному струму термоелектронної емісії.
Однорідними j емітерами є грані ідеальних монокристалів як чисті, так і покриті однорідними плівками ін. речовини. Більшість вживаних у практиці емітерів не однорідні, а складаються з «плям» з різними j (емітери полікристалічної будови; зі структурними дефектами; двофазні плівкові та ін.). Контактні різниці потенціалів між плямами призводять до появи над поверхнею емітуючої контактних полів плям. Ці поля створюють додаткові бар'єри для емісії електронів з плям, де робота виходу менша, ніж середня поверхнею, і викликають аномальний ефект Шотки. Для опису Термоелектронна емісія неоднорідних емітерів формулу (1) вводять усереднені емісійні характеристики.
Для отримання струмів великих щільностей, постійних у часі, потрібні емітери з малими j і великими теплотами випаровування матеріалу; у ряді випадків до термоелектронних емітерів пред'являються спеціальні вимоги (хімічна пасивність,корозійна стійкість та ін.). Високу термоемісійну здатність мають так звані ефективні катоди (оксиднобарієві, оксидноторієві, гексабориди лужноземельних і рідкоземельних металів та ін.) і деякі металопленочні катоди (наприклад, тугоплавкі метали з плівкою лужних, лужноземельних і рідко).
Термоелектронна емісія лежить в основі дії багатьох електровакуумних та газорозрядних приладів та пристроїв.
Літ.: Рейман А. Л., Термоіонна емісія, пров. з англ., М-код.— Л., 1940; Гапонов Ст І., Електроніка, т. 1, М., 1960; Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. Ст, Емісійна електроніка, М., 1966; Кноль М., Ейхмейєр І., Технічна електроніка, пров. з нім., т. 1, М., 1971; Херінг До., Нікольє М., Термоелектронна емісія, пров. з англ., М., 1950; 3андберг Е. Я., Іонов Н. І., Поверхнева іонізація, М., 1969; Фоменко Ст С., Емісійні властивості матеріалів, К., 1970.
Кордони державні, лінії, що визначають межі державної території. Казахська мова, мова казахів, корінного населення Казахської РСР. держава в Південній Африці. «Нові дроги» («Nowe Drogi» — «Нові шляхи»), щомісячний журнал, теоретичний і політичний орган ЦК Польської об'єднаної робочої партії. Пуерто-Монт (Puerto Montt), місто в південному Чилі, адміністративний центр провінції Льянкіуе. Стоп-сигнал, світловий сигнальний прилад автомобіля, тролейбуса і т. Хіміко-фармацевтична промисловість, галузь хімічної промисловості, що виробляє лікарські засоби. Альварес де Кастро Маріано Альварес де (Alvarez de Castro) Маріано (1749)- 1810), іспанський генерал, один з героїв війни за незалежність Іспанії в 1808-14. Ветровал, вивертання вітром дерев з корінням. народна артистка СРСР (1965). Клінгер Фрідріх Максиміліан Клінгер (Klinger) Фрідріх Максиміліан (17.2. «Масове дійство», театралізоване видовище, в якому беруть участь великі маси народу (виконавці та глядачі). Пама отруйна змія роду крайтів сімейства аспідів. Савромат I (грец. Sauromates), цар Боспорської держави в 93-123. порода, позбавлена порфірових включень. Шванновські клітини, леммоцити, клітини нервової тканини, що утворюють оболонки довгих відростків нервових клітин (аксонів) у периферичних нервах та гангліях.