第一章 热电子发射 第2讲.pdf

Chapter 1 Chapter 1 热电子发射 热电子发射 Thermionic Emission Thermionic Emission 任课教师：张益军 任课教师：张益军 E-mail ：zhangyijun423@njust.edu.cn E-mail ：zhangyijun423@njust.edu.cn Office ：电光学院光电技术系A546 Office ：电光学院光电技术系A546 南京理工大学 南京理工大学 1 § 2 表面势垒和逸出功 § 2 表面势垒和逸出功 表面势垒 表面势垒 金属表面势垒图 在金属表面，垂直于表面方向原子的周期排列被破坏，在 边界附近原子的位置发生了变化，近表面的位能增加，束 缚电子逸出，这就形成了表面势垒。 金属中电子要逸出必须克服束缚力做功。 2 § 2.1 表面势垒 § 2.1 表面势垒 金属内部的势能分布及边界的表面势垒 金属内部的势能分布及边界的表面势垒 3 § 2.1 表面势垒 § 2.1 表面势垒 当电子距表面较远时，可不考虑金属表面的原子排列 的周期结构，而把表面看作是一个良导体的均匀表面。 电子所受的作用力是镜像力。 2 e F  金属表面的镜像力 2 金属表面的镜像力 4x x为电子离金属表面的距离；e是电子电荷。 4 § 2.1 表面势垒 § 2.1 表面势垒 克服镜像力在dx距离作功： 2 e dW Fdx dx 2 4x 当x=0时，F→无穷大，这不合理。当电子与表面距 离很近（如原子大小范围）时，此公式不适用。 假设电子距表面最近，仍能用镜像力表示的距离为 x ，把电子从x 拿到无穷远所做的功 0 0  2 2 e e W dx 1 4x 2 4x x 0 0 5 § 2.1 表面势垒 § 2.1 表面势垒 对于从0到x 的力是由表面电偶极层产生的。 0 x0大小为晶格常数的数量级（几埃到几十埃）