Термоэлектронная эмиссия. Контакт металл - вакуум

1. Термоэлектронная эмиссия Контакт металл - вакуум

Металл
Вакуум
1
e2
F
4πε 0 4 x 2
x
A Fdx.
x
0

2. Основное уравнение термоэлектронной эмиссии (уравнение Ричардсона – Дэшмана 1882г)

eφ
jэ A0T exp
kT
2
A0=120,4 А/см2К2 – постоянная Зоммерфельда

3. Последовательность получения уравнения Ричардсона

1. Распределение электронов по импульсам
в твердом теле (Ферми-Дирака)
2. Определение потока электронов на границе твердое тело–вакуум в сторону вакуума
3. Выделение из потока только тех
электронов,
которые
удовлетворяют
условиям выхода в вакуум E-EF e

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10. Распределение Максвелла - Больцмана

mvx2
m
dnvx jэ
vx exp
dvx
ekT
2kT
dnvx число электронов, выходящих с катода за 1с и имеющих
скорости в диапазоне значений vx vx dvx
dnxv
dvx
vx

11.

I a Se
vx
2e Ua
eU а
vx dnvx I э exp
kT
m
Uа 0

12.

eφ
eφ(x)
eφ′(x)
eφ′
l
0
x
e l
Металл
-
+
-
+
-
+
Вакуум

13. 1. Механизм термоэлектронной эмиссии, энергетические диаграммы контактов металл-вакуум, полупроводник – вакуум. 2. Уравнение

Ричардсона, последовательность вывода,
работа выхода.
3. Распределение электронов по начальным скоростям
при термоэмиссии, вольт-амперные характеристики при
задерживающем электрическом поле, влияние
температуры.
4. Влияние внешнего электрического поля на
термоэмиссию, нормальный эффект Шоттки.
5. Термоэлектронные катоды из чистых металлов,
эффективные термокатоды. Основные эмииссионные
параметры, виды конструктивного оформления.

14. Энергетическая диаграмма контакта металл-вакуум при больших электрических полях (механизм возникновения АЭ)

Eв
eφ(x)
eφ
EF
x
eφ′(x)
Металл
Вакуум
-eεx

15. Прозрачность потенциального барьера

eφ΄(x)
E
x
x1
x2

16. К расчету тока автоэлектронной эмиссии

Концентрация электронов в твердом теле, импульсы которых
заключены в диапазоне px px dpx ; p y p y dp y pz pz dpz
dn px p y pz
2
3
h
dpx dp y dpz
px2 p y2 pz2
exp
EF / kT 1
2
m

17.

Число электронов в твердом теле, падающих на 1 см2 эмитирующей
поверхности изнутри твердого тела, и имеющих импульсы в диапазоне
px px dpx ; p y p y dp y pz pz dpz
vx dn px p y pz
px 2
m h3
dpx dp y dpz
px2 p y2 pz2
exp
EF / kT 1
2
m

18. Плотность тока автоэлектронной эмиссии

19. Уравнение Фаулера - Нордгейма

lg
jэ
ε2
1/ε

20. Диодная микроячейка с автоэлектронным катодом

21. Матричный автоэлектронный катод

22. Просвечивающий электронный микроскоп

23. 1. Механизм и особенности АЭ эмиссии. 2. АЭ – катоды, конструктивные особенности. Области практического использования АЭ

эмиссии.

24. Другие виды эмиссии:

Экзоэлектронная (Эффект Крамера)
Ионно-электронная
Электронная эмиссия из МДМ структур
Электронная эмиссия из p-n перехода

25. Вторичная электронная эмиссиия Коэффициент вторичной эмиссии

Iп
I вт
I вт
Iп
Eмин
= 10 – 15 эВ

26. Механизм возникновения вторичной электронной эмиссии

r

27. Подавление влияния вторичной эмиссии в электровакуумных приборах

Ip
Ip
Is
Is
а)
б)

28.

29.

30.

ток фотоэлектронной эмиссии
закон Столетова

31. Фотоэлектронная и термоэлектронная работа выхода полупроводников

“n”
Eв
“i”
“p”
eφ
EF
eφ
eφф
eφф
eφ
eφф
EF
EF
Ev
а)
б)
в)

32. Фотоэлектронные катоды

Фотокатод
Оболочка ЭВП
Подложка
Фотокатод
F
Iф
а)
F
Iф
б)

33. 1.Фотоэлектронная эмиссия из металлов и полупроводников. Основные законы, фотоэлектронная работа выхода. 2. Фотоэлектронные

катоды, основные
параметры, спектральная характеристика.
Области использования