Поверхностный фотоэффект

Cтраница 1

Поверхностный фотоэффект, при котором фотоны сталкиваются с электронами, находящимися в поверхностном слое металла. Под поверхностным слоем понимают область, в которой потенциальная энергия изменяется от значения W в глубине металла до нуля па самой поверхности. В поверхностном слое электрон находится в поле сил, изменяющихся от точки к точке. Это обеспечивает выполнение законов сохранения энергии и импульса при столкновении электрона с фотоном с вылетом электрона из металла. [1]

Теоретическая спектральная характеристика по Тамму. Сплошная кривая - суммарный фотоэффект, верхняя пунктирная кривая - внешний фотоэффект, нижняя - внутренний фотоэффект. [2]

Теории поверхностного фотоэффекта в дальнейшем были уточнены другими физиками. [3]

Усиливающее влияние адсорбированных молекул 02 и хинона, обладающих сродством к электрону, на поверхностный фотоэффект окиси цинка можно объяснить тем, что они действуют как поверхностные ловушки электронов, способствующие удлинению времени жизни фотоэлектронов в зоне проводимости. Усиливающее действие смесей паров воды с кислородом или этанола с кислородом на фотоэффект окиси цинка, по-видимому, сводится к тому, что адсорбция молекул воды или этанола блокирует энергетически более глубокие уровни прилипания на поверхности ZnO и тем самым создает возможность накопления электронов на менее глубоких кислородных уровнях. [4]

Спектральные характеристики платины ( а и тантала ( б в вакуумном ультрафиолете. О - необезгаженные металлы, ф - обезгаженные металлы, D - после пребывания на воздухе в течение 17 часов. [5]

А вместе с относительной нечувствительностью поверхностей к загрязнениям указывает на существенную роль объемного фотоэффекта в указанном спектральном диапазоне в противовес чисто поверхностному фотоэффекту в более, длинноволновой области. [6]

Тамм отдельно рассматривает действие света на электроны, находящиеся в очень тонком слое у самой поверхности металла, где сосредоточено поле, вызывающее наличие потенциального барьера, и на электроны во внутренних областях металла, где электроны находятся в периодическом ( в пространстве) поле ионов пространственной решетки. Эмиссию первых под действием света Тамм называет поверхностным фотоэффектом, эмиссию последних - внутренним фотоэффектом) Данное Таимом решение задачи возмущения электронной волны светом приводит. Кривая спектральной характеристики обладает по Тамму селективным максимумом, и имеет место векториальный эффект. [7]

Различают поверхностную и объемную ионизацию газа. Причиной поверхностной ионизации является эмиссия электронов с поверхности твердых тел ( катодов ионных приборов) за счет дополнительной энергии, сообщаемой атомам этих тел при нагреве ( термоэлектронная эмиссия), освещении ( поверхностный фотоэффект), ударах быстролетящих частиц ( вторичная эмиссия) и др. Атомы газа, взаимодействуя с положительно заряженной поверхностью катода, излучающего электроны, могут превращаться в ионы. [8]

В этой статье рассмотрена теоретическая интерпретация ряда опытов по электрическим свойствам поверхности полупроводника. Можно было бы дать и более строгую теорию области объемного заряда, но мы еще слишком мало знаем о детальной структуре поверхностных состояний при данных химических условиях. Измерения поверхностного фотоэффекта сами по себе не могут разрешить этот вопрос. Наиболее обещающим направлением исследований являются опыты по эффекту поля с контролируемым изменением газового окружения. [9]

Фотоэффект вызывается всем спектром электромагнитных волн, начиная от очень коротких гамма - и рентгеновских лучей и кончая инфракрасной областью длин волн. Величина р должна давать ценные сведения о возникновении фотоэлектронов. Например, в случае поверхностного фотоэффекта в проводниках принято считать р равным работе, которую совершает электрон, выходя из поверхности металла. Однако, согласно современной теории электронной проводимости в металлах, электроны проводимости, находясь в металле, обладают широким спектром энергии. Этот спектр энергии лишь незначительно зависит от температуры металла. [10]

Экспериментально установлен фотораспад молекул воды; адсорбированных на распыленных слоях цинка и кадмия ( но не сурьмы и висмута); фотораспад молекул аммиака, адсорбированных на активной окиси алюминия, при величине квантов освещающего света значительно меньшей, чем при фотораспаде газообразного аммиака; образование метальных радикалов при фотораспаде молекул ацетона и диацетила, адсорбированных на распыленном слое висмута и др. Фотораспад с образованием устойчивых продуктов может быть установлен манометрическим методом. Одним из чувствительных методов обнаружения фотораспада молекул, адсорбированных на полупроводнике, является изменение поверхностной люминесценции или поверхностного фотоэффекта, возникающее в результате появления на поверхности активных продуктов распада. [11]

Поверхностные состояния играют важную роль в физике полупроводников. В случае германия или кремния именно эти состояния ( расположенные, по-видимому, на поверхности окисной пленки) ответственны за явления медленной релаксации, наблюдаемые в опытах по эффекту поля [ 3 по измерению проводимости канала а п-р - п ( или р-п - р) переходе [4] и в опытах по поверхностному фотоэффекту. [12]

В обоих случаях необходимая энергия точно равна работе выхода. Далее, надо учесть следующее: собственные функции электронов только внутри металла имеют периодическую форму ( 2), а На поверхности вследствие поверхностных сил экспоненциально спадают. Этот интеграл, распространенный на весь кристалл, мал, однако, поскольку при фотоэффекте мы рассматриваем только области, близкие к поверхности, то здесь он играет значительную роль. Возможные вследствие этого поверхностного фотоэффекта переходы, очевидно, те же, которые мы указали выше для эффекта затухания. [13]

Используя зонную схему, можно представить, что поглощенный квант возбуждает электрон валентной зоны, который перескакивает через запрещенный участок, отделяющий ее от зоны проводимости; наличие свободного электрона в зоне проводимости и дырки, свободно передвигающейся в валентной зоне, проявляется в случае приложения электрического поля как фотопроводимость. Если электрон и дырка образуют возбужденное состояние, оставаясь связанными вместе в виде экси-тона, то фотопроводимости не наблюдается, пока какое-нибудь дополнительное воздействие не приведет к диссоциации экси-тона. Поскольку электроны и дырки возникают в результате поглощения света или v-лучей, то можно ожидать - при условии правильности идей о роли электронов и дырок как реагентов при адсорбции и катализе, - что облучение будет стимулировать фотоадсорбцию, фотодесорбцию и фотокатализ точно так же, как оно вызывает фотопроводимость. Ввиду того что после прекращения возбуждающего облучения фотопроводимость очень быстро исчезает из-за рекомбинации электронов и дырок, можно полагать, что фотоадсорбция и родственные явления будут наблюдаться только в процессе облучения. Донорные или акцепторные центры в окисле, обусловленные, например, несте-хиометричностью, должны играть важную роль в определении природы и величины поверхностных фотоэффектов вследствие их способности избирательно захватывать электроны или дырки, а также из-за того, что вызываемое ими нарушение периодичности решетки может привести к поглощению за пределами области основного поглощения. [14]

Используя зонную схему, можно представить, что поглощенный квант возбуждает электрон валентной зоны, который перескакивает через запрещенный участок, отделяющий ее от зоны проводимости; наличие свободного электрона в зоне проводимости и дырки, свободно передвигающейся в валентной зоне, проявляется в случае приложения электрического поля как фотопроводимость. Если электрон и дырка образуют возбужденное состояние, оставаясь связанными вместе в виде экси-тона, то фотопроводимости не наблюдается, пока какое-нибудь дополнительное воздействие не приведет к диссоциации экси-тона. Поскольку электроны и дырки возникают в результате поглощения света или - у-лучей, то можно ожидать - при условии правильности идей о роли электронов и дырок как реагентов при адсорбции и катализе, - что облучение будет стимулировать фотоадсорбцию, фотодесорбцию и фотокатализ точно так же, как оно вызывает фотопроводимость. Ввиду того что после прекращения возбуждающего облучения фотопроводимость очень быстро исчезает из-за рекомбинации электронов и дырок, можно полагать, что фотоадсорбция и родственные явления будут наблюдаться только в процессе облучения. Донорные или акцепторные центры в окисле, обусловленные, например, несте-хиометричностью, должны играть важную роль в определении природы и величины поверхностных фотоэффектов вследствие их способности избирательно захватывать электроны или дырки, а также из-за того, что вызываемое ими нарушение периодичности решетки может привести к поглощению за пределами области основного поглощения. [15]

Страницы: 1 2