Ավտոէլեկտրոնային հոսք

Էլեկտրոնների սառը արտահոսք (էմիսիա), ավտոէլեկտրոնային հոսք (էմիսիա), թունելային էմիսիա, դաշտի էլեկտրոնների էմիսիա (անգլ.՝ Field electron emission), մետաղներում ազատ էլեկտրոնների առաքումը՝ էլեկտրաստատիկ դաշտի ազդեցությամբ՝ առանց նախապես էլեկտրոնները գրգռելու և էլեկտրոնների վրա ելքի աշխատանք ծախսելու։ Էլեկտրոնների սառը արտահոսքի ամենատարածված ձևը էլեկտրոնների առաքումն է պինդ մետաղական մակերևույթից վակուում, կամ այլ դիէլեկտրիկական միջավայր։ Այնուհանդերձ, հնարավոր է նաև էլեկտրոնների առաքումը հեղուկ մակերևույթներից։ Էլեկտրաստատիկ դաշտի ազդեցության հետևանքով էլեկտրոնների անցումը կիսահաղորդչի վալենտականության գոտուց հաղորդականության գոտի նույնպես սառը արտահոսքի երևույթ է։

Էլեկտրոնների արտահոսքի երևույթը բացատրվում է թունելային երևույթի միջոցով, և չունի բացատրություն դասական ֆիզիկայի շրջանակներում։ Ըստ դասական ֆիզիկայի՝ էլեկտրոնը մետաղից հեռացնելու համար անհրաժեշտ է կատարել ելքի աշխատանք (էլեկտրոնին հաղորդել ելքի աշխատանքին համապատասխան էներգիա), սակայն հայտնի է, որ քվանտային մեխանիկայում հնարավոր է մասնիկի անցումը վերջավոր լայնության պոտենցիալային արգելքի միջով՝ առանց արգելքը շրջանցելու համար լրացուցիչ էներգիա հաղորդելու։ Մետաղի մակերևույթին ձևավորվում է պոտենցիալային արգելք, որը վակուումում ձգվում է մինչև անվերջություն, սակայն էլեկտրաստատիկ դաշտի կիրառման դեպքում արգելքը ձևափոխվում է, և դառնում վերջավոր լայնության արգելք, որի միջով հնարավոր է դառնում էլեկտրոնների թունելացումը մետաղից վակուում։

Երևույթի ֆիզիկական մեկնաբանությունը

Մետաղի մակերևույթին ձևավորված պոտենցիալային արգելքը` արտաքին դաշտի բացակայությամբ։

Մետաղի մակերևույթին ձևավորված պոտենցիալային արգելքը` արտաքին դաշտի առկայությամբ։

Մետաղում էլեկտրոնները զբաղեցնում են բոլոր էներգիական մակարդակները՝ մինչև $E_{F}$ Ֆերմիի էներգիա (նկարում պատկերված է մոխրագույն ստվերագծումով), իսկ մակերևույթի վրա (մետաղ-վակուում անցումում) ձևավորվում է $U_{0}$ բարձրությամբ արգելք ($AOU_{0}B$), որն, ըստ էության, ձգվում է մինչև անվերջություն։ Քանի որ վակուումում $U_{0}$ էներգիան ավելի մեծ է, քան մետաղում էլեկտրոնի $E$ էներգիան, ապա վակուումում հայտնվելու համար էլեկտրոնին պետք է հաղորդել $U_{0}-E$ էներգիա, որը կոչվում է ելքի աշխատանք։ Արտաքին էլեկտրաստատիկ դաշտ կիրառելու դեպքում, փոխվում է արգելքի տեսքը։ Մետաղի մակերևույթին ուղղահայաց՝ դեպի մակերևույթն ուղղված $\epsilon$ հաստատուն էլեկտրական դաշտի դեպքում արգելքը վերածվում է հետևյալին ($AOU_{0}C$)

$U(x)={\begin{cases}U_{0}-e\epsilon x,&x>0\\0,&x<0\end{cases}}$

Այսպիսի արգելքի դեպքում էլեկտրոնները կարող են հեռանալ մետաղի մակերևույթից առանց էլքի աշխատանքին հավասար էներգիա ստանալու. էլեկտրոնները կարող են թունելել արգելքի միջով։

Ծանոթագրություններ

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 1, էջ 641)։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 4, էջ 244)։