쇼트키 효과

Schottky effect
쇼트키 결함과 혼동하지 않기 위해서입니다.
Schottky-effekt.png

쇼트키 효과 또는 전기장 강화 열전 방출은 Walter H. Schottky의 이름을 딴 응축 물질 물리학의 현상이다. 전자 방출 장치, 특히 전자 총에서 열전자 전자 방출기는 주변 환경에 비해 음의 편향될 것이다. 이것은 방출체 표면에 진도 F의 전기장을 생성한다. 필드가 없으면 빠져나가는 페르미레벨 전자에 의해 보이는 표면 장벽은 국소적인 작업 기능과 동일한 높이 W를 가진다. 전기장은 표면 장벽을 ΔW만큼 낮추고, 방출 전류를 증가시킨다. W를 (W - ΔW)로 대체함으로써 리처드슨 방정식의 단순한 수정으로 모델링할 수 있다. 이렇게[1][2] 하면 방정식이 나온다.

여기서 J는 방출 전류 밀도, T는 금속의 온도, W는 금속의 작업 함수, k는 볼츠만 상수, q는e 초등 전하, ε은0 진공 허용률, A는G 범용 상수 A에0 재료 고유 보정 계수 λ을R 곱한 제품이며 일반적으로 0.5이다.

전자 현미경의 쇼츠키-이미터 전자 소스

이 변형 방정식이 적용되는 전장 및 온도 지역에서 발생하는 전자 방출은 흔히 쇼트키 방출이라고 불린다. 이 방정식은 약 10 V m 미만의8 전기장−1 강도에 대해 비교적 정확하다. 108 V m보다−1 높은 전기장 강도의 경우, 이른바 파울러-노르드하임(FN) 터널링이 상당한 방출 전류를 기여하기 시작한다. 이 시스템에서, 현장 강화 열전도와 현장 방출의 결합 효과는 열전원(T-F) 방출에 대한 Murphy-Good 방정식으로 모델링할 수 있다.[3] 심지어 더 높은 분야에서 FN 터널링은 지배적인 전자 방출 메커니즘이 되고, 방출체는 소위 "냉장 전자 방출(CFE)" 체제에서 작동한다.

열전 방출은 빛과 같은 다른 형태의 흥분과의 상호작용에 의해서도 강화될 수 있다.[4] 예를 들어 열전 변환기의 흥분된 Cs-vapours는 수집기 방출 작업 기능이 1.5 eV에서 1.0–0.7 eV로 감소하는 Cs-Rydberg 물질의 클러스터를 형성한다. Rydberg 물질의 오랜 수명 때문에 이 낮은 작업 기능은 낮은 상태를 유지하며, 이는 근본적으로 저온 변환기의 효율을 증가시킨다.[5]

참조

  1. ^ Kiziroglou, M. E.; Li, X.; Zhukov, A. A.; De Groot, P. A. J.; De Groot, C. H. (2008). "Thermionic field emission at electrodeposited Ni-Si Schottky barriers" (PDF). Solid-State Electronics. 52 (7): 1032–1038. Bibcode:2008SSEle..52.1032K. doi:10.1016/j.sse.2008.03.002.
  2. ^ Orloff, J. (2008). "Schottky emission". Handbook of Charged Particle Optics (2nd ed.). CRC Press. pp. 5–6. ISBN 978-1-4200-4554-3.
  3. ^ Murphy, E. L.; Good, G. H. (1956). "Thermionic Emission, Field Emission, and the Transition Region". Physical Review. 102 (6): 1464–1473. Bibcode:1956PhRv..102.1464M. doi:10.1103/PhysRev.102.1464.
  4. ^ Mal'Shukov, A. G.; Chao, K. A. (2001). "Opto-Thermionic Refrigeration in Semiconductor Heterostructures". Physical Review Letters. 86 (24): 5570–5573. Bibcode:2001PhRvL..86.5570M. doi:10.1103/PhysRevLett.86.5570. PMID 11415303.
  5. ^ Svensson, R.; Holmlid, L. (1992). "Very low work function surfaces from condensed excited states: Rydber matter of cesium". Surface Science. 269/270: 695–699. Bibcode:1992SurSc.269..695S. doi:10.1016/0039-6028(92)91335-9.