Cтраница 2
Гетеропереходом называют электрический переход при контакте различных полупроводников, отличающихся по ширине энергетических зон. При образовании таких контактов происходит перераспределение носителей заряда, что приводит к появлению контактной разности потенциалов и к выравниванию уровней Ферми. [16]
Если поверхность одного металла ( /) привести в соприкосновение ( контакт) с поверхностью другого металла ( 2), то происходит переход электронов из одного металла в другой, вследствие чего один из них заряжается положительно, другой - отрицательно. Возникающая при этом разность потенциалов между соприкасающимися телами называется контактной разностью потенциалов. Появление контактной разности потенциалов обусловлено двумя причинами. [17]
При образовании контакта разнородных материалов часть электронов из области с проводимостью n - типа переходит в область р-типа, а часть дырок из р-области переходит в п-об-ласть. Это приводит к появлению контактной разности потенциалов и электрического поля, направленного от - области к р-области. Слой, в котором действует электрическое поле, лишается носителей заряда ( электроны выталкиваются этим полем в п-область, а дырки в р-область) и приобретает высокое электрическое сопротивление. [18]
При образовании контакта разнородных материалов часть электронов из области с проводимостью п-типа переходит в область р-типа, а часть дырок из р-области переходит в n - область. Это приводит к появлению контактной разности потенциалов и электрического поля, направленного от n - области к р-области. Слой, в котором действует электрическое поле, лишается носителей заряда ( электроны выталкиваются этим полем в n - область, а дырки в р-об-ласть) и приобретает высокое электрическое сопротивление. [19]
При образовании контакта разнородных материалов часть электронов из области с проводимостью я-типа переходит в область р-типа, а часть дырок из р-области переходит в н-область. Это приводит к появлению контактной разности потенциалов и электрического поля, направленного от n - области к р-области. [20]
Различие между указанными переходами сводится к следующему. При плотном механическом контакте металла и электронного полупроводника ( зазор 10 - 7 - 10 - 8 см) электроны металла и полупроводника могут свободно перемещаться через контакт, так как величина зазора 10 - 8 см оказывается соизмеримой с межатомными расстояниями в кристалле твердого тела. Если работа выхода электронов из л - полупроводника Рп будет меньше, чем из металла Рм, то область полупроводника, находящаяся в непосредственной близости к контакту, начнет обедняться электронами ( за счет их перехода в металл), и в некотором объеме вблизи контакта возникнет запирающий слой, связанный с объемным положительным зарядом ионизированных доноров. Возникновение этого заряда приводит к появлению контактной разности потенциалов рк, которая будет препятствовать дальнейшему перемещению электронов из полупроводника в металл. [21]
Таким образом, в полном согласии со вторым знаком термодинамики, в термоэлементе происходит получение тепла ( от тела с высокой температурой, передача некоторого количества тепла 2 телу с низкой температурой и превращение разности С - ( 2 % в другой вид энергии. Однако в случае термоэлемента из металлов значительная часть тепла переходит от горячего контакта к холодному путем теплопроводности, поэтому количество теплоты, превращенное в электрическую энергию, даже при большой разности температур контактов, составляет лишь весьма малую часть ( доли процента) полного количества тепла, перешедшего от горячего контакта к холодному. Выше рассматривались только металлические проводники ( проводники первого рода), у которых появление контактной разности потенциалов и прохождение электрического тока не сопровождается никакими химическими изменениями. В отличие от металлических проводников, в системе, содержащей электролиты, на заряды ( электроны, ионы) действуют особые силы химического происхождения. [22]
Величина скачка потенциала на границе металл - раствор определяется прежде всего природой металла и раствора. Кроме того, она зависит от температуры, концентрации раствора и других факторов. Поэтому для сравнения электродных потенциалов необходимо выбрать некоторые стандартные условия. Абсолютное значение электродного потенциала измерить невозможно, поскольку введение любых измерительных зондов неизбежно приводит к появлению новой контактной разности потенциалов. В связи с этим измеряют разность потенциалом между данным электродом и электродом сравнения, потенциал которого условно принимают равным нулю. [23]
Таким образом, в полном согласии со вторым знаком термодинамики, в термоэлементе происходит получение тепла С. Однако в случае термоэлемента из металлов значительная часть тепла переходит от горячего контакта к холодному путем теплопроводности, поэтому количество теплоты, превращенное в электрическую энергию, даже при большой разности температур контактов, составляет лишь весьма малую часть ( доли процента) полного количества тепла, перешедшего от горячего контакта к холодному. Выше рассматривались только металлические проводники ( проводники первого рода), у которых появление контактной разности потенциалов и прохождение электрического тока не сопровождается никакими химическими изменениями. В отличие от металлических проводников, в системе, содержащей электролиты, на заряды ( электроны, ионы) действуют особые силы химического происхождения. [24]
Очевидно, что чем выше концентрация соли в растворе, тем меньшей должна быть величина скачка потенциала на границе металл - раствор. Таким образом, она зависит от концентрации раствора. Кроме того, эта величина зависит от температуры и ряда других факторов. Но прежде всего она определяется природой металла. Поэтому для сравнения электродных потенциалов необходимо выбрать некоторые стандартные условия. Абсолютное значение электродного потенциала измерить невозможно, поскольку введение любых измерительных зондов неизбежно приводит к появлению новой контактной разности потенциалов. В связи с этим измеряют разность потенциалов между данным электродом и некоторым электродом сравнения, потенциал которого условно принимают равным нулю. Электродные потенциалы, измеренные по отношению к водородному электроду в стандартных условиях, называются стандартными электродными потенциалами. [25]
Очевидно, что чем выше концентрация соли в растворе, тем меньшей должна быть величина скачка потенциала-яа границе металл - раствор. Таким образом, она зависит от концентрации раствора. Кроме того, эта величина зависит от температуры и ряда других факторов. Но прежде всего она определяется природой металла. Поэтому для сравнения электродных потенциалов необходимо выбрать некоторые стандартные условия. Обычно сравнение производят при стандартной темцературе 25 С. Абсолютное значение электродного потенциала измерить невозможно, поскольку введение любых измерительных зондов неизбежно приводит к появлению новой контактной разности потенциалов. В связи с этим измеряют разность потенциалов между данным электродом и некоторым электродом сравнения, потенциал которого условно принимают равным нулю. Электродные потенциалы, измеренные по отношению к водородному электроду в стандартных условиях, называются стандартными электродными потенциалами. [26]