Cтраница 2
Разность контактных потенциалов не уравновешивается зарядами на соприкасающихся поверхностях, ее поле проникает вглубь полупроводника, где и скапливается объемный заряд, достаточный для выравнивания химических потенциалов соприкасающихся тел. [16]
![]() |
Поляризация электродов. [17] |
Возникновение контактных потенциалов электродов объясняет появление противоэлектродвижу-щей силы мел-еду электродами при их поляризации. [18]
Измерения контактного потенциала полупроводника как метод обнаружения различных зарядовых состояний адсорбированных на нем частиц. [19]
Благодаря контактным потенциалам две поверхности различных твердых тел приобретают противоположные заряды только за счет соприкосновения. Контактные разности потенциалов могут возникать также между одинаковыми телами ( рис. 16.4), если соприкасающиеся поверхности благодаря адсорбционным пленкам или влиянию дефектов реальной структуры обладают различными работами выхода электрона. Образование зарядов происходит путем перехода свободных электронов у металлов и полупроводников за счет обмена зарядами между поверхностями в разных состояниях или благодаря переходам слабо связанных ионов у изоляторов. При переходе зарядов создается дипольный слой, который при отделении поверхностей разрывается так, что поверхности остаются заряженными. Величина заряда пропорциональна площади контакта, следовательно, она определяется степенью деформации. Плотность заряда зависит от контактного потенциала и действительной площади контакта. [20]
MI существует контактный потенциал. [21]
Данные измерений контактного потенциала обычно указывают лишь на малый поверхностный диполь, связанный с хе-мосорбированным водородом; в случае таких металлов, как, например, вольфрам и никель, отрицательный конец диполя, по-видимому, направлен во внешнюю сторону. Несмотря на то что в подробной интерпретации этих измерений имеются некоторые неясности, их все же легче объяснить исходя из ковалентной связи, чем из ионной. [22]
![]() |
Сила F ( х, действующая на электрон, в зависимости от расстояния х [ Л. 6 - 24 ]. [23] |
Следующим видом контактного потенциала является электронный потенциал. Он возникает, если металлический электрод окружен электролитом. Электролиты не содержат свободных электронов, но в них находятся ионы в состоянии ассоциации с молекулами раствора. Через границу раздела фаз между металлом и электролитом переходят заряженные частицы, в основном положительные металлические ионы. Происходит встречный процесс: положительные ионы из раствора осаждаются на металле, а металлические ионы переходят в раствор. Если первоначально скорость осаждения ионов из раствора меньше, чем скорость выделения их из металла, то металлический электрод заряжается отрицательно, а раствор - положительно. [24]
Поэтому разность контактных потенциалов двух металлов легко уравновешивается избытком электронов на поверхности одного металла и уменьшением их числа на поверхности другого; при этом концентрация электронов изменяется всего на несколько процентов. Скачок потенциала между обкладками образовавшегося на границе конденсатора выравнивает границы распределения Ферми в обоих соприкасающихся металлах, и, таким образом, общая энергия электрона на каждом энергетическом уровне становится одинаковой в обоих металлах. Переход электронов из одного металла в другой в первом приближении происходит без изменения энергии. При более точном учете не только различной энергии связи, но и различной концентрации электронов оказывается, что на переход через границу двух металлов затрачивается некоторая работа ( положительная в одном направлении и отрицательная в другом), причем величина этой работы изменяется с температурой. Поэтому в замкнутой цепи из двух различных металлов в одном контакте поглощается, а в другом выделяется, в зависимости от направления тока, теплота Пельтье. Количество этой теплоты зависит от температуры. [25]
Хотя величина контактного потенциала сильно зависит от состояния поверхности, но для одинаковых поверхностей все приведенные методы дают хорошо совпадающие между собой результаты. Следует, впрочем, помнить, что оптическое удаление электрона ( метод фотоэффекта) может оставить полупроводник в поляризованном состоянии, тогда как сравнительно медленный выход электрона при термоэлектронном испускании успевает устранить поляризацию среды. Поэтому фотоэлектрический метод может дать несколько более высокое значение работы выхода, чем термическое испускание или измерение равновесной контактной разности потенциалов. [26]
Поэтому разность контактных потенциалов двух металлов легко уравновешивается избытком электронов на поверхности одного металла и уменьшением их числа на поверхности другого; при этом концентрация электронов в поверхностном слое изменяется всего на несколько процентов. Скачок потенциала между обкладками образовавшегося на границе конденсатора выравнивает границы распределения Ферми в обоих соприкасающихся металлах, и, таким образом, полная энергия электрона на каждом одинаково отстоящем от уровня химического потенциала энергетическом уровне становится одинаковой в обоих металлах. [27]
![]() |
Схема определения контактной разности потенциалов термоэлектронным методом между вольфрамовой проволокой и цилиндром А, покрытым внутри исследуемым веществом. [28] |
Хотя величина контактного потенциала сильно зависит от состояния поверхности, но для одинаковых поверхностей все приведенные методы дают хорошо совпадающие между собой результаты. Следует, впрочем, помнить, что оптическое удаление электрона ( метод фотоэффекта) может оставить полупроводник в поляризованном состоянии, тогда как сравнительно медленный выход электрона при термоэлектронном испускании успевает устранить поляризацию среды. Поэтому фотоэлектрический метод может дать для полупроводника несколько более высокое значение работы выхода, чем термическое испускание или измерение равновесной контактной разности потенциалов. [29]
Приближенное равенство контактного потенциала двух металлов разности потенциалов их нулевых точек, вытекающее из этой теории, действительно было доказано по мере развития методики определения пулевых точек и накопления экспериментальных данных. [30]