Лекция 1,2 Қатты денелердің зоналар теориясы

жүктеу 0,61 Mb.

бет	9/15
Дата	29.01.2023
өлшемі	0,61 Mb.
	#41057
түрі	Лекция

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 15

дәріс

Лекция 17, 18
Металл- металл түйісі. Түйіс потенциал айрымы

Егер біз оқшауланған екі түрлі М₁ және М₂металлдарды алатын болсақ. М₁- металлдан шығу жұмысы Ф₁ және Ферми деңгейінің энергиясы F₁, М₂ –металлдан шығу жұмысы Ф₂ және Ферми деңгейінің энергиясы F₂ болсын, F_1,F₂–ден үлкен болсын. Осы екі металлды түйістірейік. (1-сурет), яғни металлдардың екі ұшы түйіссін, ал қалған екі ұшы вакуумда ажыралған болсын. Енді С- түйісте болатын процессті қарастырайық. Екі металл түйіскен кезде түйіс арқылы олар электрондарымен алмасады. F₁ > -болуына байланысты электрондар М₁ –металлдай М₂ –металлға көбірек өтеді. Сол себепті М₁ –металл оң таңбалы зарядталады, ал М₂ –металл теріс зарядталады. Нәтижеде С-түйісте электр өрісі пайда болады. Оның қалыңдығы 10^-8см шамалас болады. М₁ –металлдан М₂ –металлға бағытталған электрондар ағыны тоқтайды, Ферми деңгейі екі металлда да бірдей болғанда. Бұл жағдайда түйістегі потенциалдар айрымы -болады, оны ішкі түйіс потенциалдар айрымы деп атайды.

Түйіс потенциалдар айрымын анықтау үшін х-осі бойынша М₁ –металлдан М₂ –ге өткен және керісінше М₂ –металлдан М₁ –металлға өткен электрондар санын есептеу керек. М₁ –металлдан М₂ –металлға өткен _x1- жылдамдыққа ие электрондардың саны тең болады: (1) Ал М₂ –металлдан М₁ –металлға өткен электрондардың саны тең болады: (2). М₁–металл С-түйісте оң таңбалы зарядталғаны үшін, ондағы электрондар қосымша теріс е энергияға ие болады (2-а-сурет). Бірақ термодинамикалық тепе-теңдік кезінде электрондар барлық жүйеде бірдей энергияға ие болды. Сол себепті (3), онда (4), бұдан (5).

Термодинамикалық тепе-теңдік жағдайда бірінен -біріне өту процесі тең болады, яғни dN₁=dN₂(6)

a) б)
E

Е₁
--------------------- е
е ------
E₂
-------
с х F₁A B F₂

2-сурет. Ішкі (а) және сыртқы (б) потенциалдар айрымы

Бұл жағдай орындалады E₁-F₁= E₂-F₂= E₁-e -F₂(7), бұдан е =F₁-F₂ (8). Олай болса ішкі түйіс потенциалының айрымы оқшауланған металлдардың Ферми деңгейінің энергиясымен анықталады екен. Металлдар үшін Ферми деңгейі электрондардың концентрациясына байланыстылығын анықтайтын теңдеу.
F₀= (9), бұдан e = (10)
Олай болса ішкі түйіc потенциалының айырмасы электрондардың концентрациясымен және олардың массасымен анықталады. -металлдарда жоғары болмайды, яғни 10^-3-10^-2 В-қа шамалас болады. Металл М₁ және М₂-нің вакуумдағы бір бірінен ажыратылған бөлігінде пайда болатын потенциалды сыртқы потенциалдар айрымы деп аталады, яғни - деп атайды. Термодинамикалық тепе-теңдік кезінде эмиссия токтары бір-біріне тең болады, яғни j₁=j₂ (11), немесе (12), онда (13). Сонымен вакуумдағы М₁және М₂ металлдардың потенциалдар айрымын, М₁ және М₂ –металлдардан электрондардың шығу жұмысы анықтайды екен.

жүктеу 0,61 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 5 6 7 8 9 10 11 12 ... 15