Навигация
Вимірювання роботи виходу електронів методом статичного конденсатора
20739
знаков
0
таблиц
6
изображений
2.5 Вимірювання роботи виходу електронів методом статичного конденсатора
Цей метод, запропонований Дельхаром і ін., в принциповому відношенні схожий з методом Кельвіна, проте відрізняється методом компенсації КРП. Провідники А і В знову утворюють плоский конденсатор, проте замість того, щоб коливатися щодо один одного, вони залишаються нерухомими. Визначається витік зарядів з конденсатора, обумовлена КРП між пластинами, і підбирається зовнішня різниця потенціалів для компенсації цього витоку.
Для цього методу дуже істотно, щоб потенціал був прикладений за час, менший постійній часу RC - контура, що складається з експериментального конденсатора і зовнішнього опору R. Останній вибирається приблизно 1012 Ом. Необхідна чутливість приблизно 0,25 мВ.
2.6 Вимірювання роботи виходу електронів методом електронного пучка Андерсона
У цьому методі, запропонованому Андерсоном, пучок повільних електронів з гармати падає нормально на поверхню провідника А. Площа, досліджувана пучком, мала в порівнянні з розмірами провідника А, але велика в атомних масштабах. Будується характеристична крива залежності струму мішені від потенціалу на ній. Потім мішень міняється: або змінюється стан поверхні мішені, або берется інший провідник В, і знову будується характеристична крива. Відносний зсув двох кривих на осі напруг дорівнює КРП між двома станами поверхні А або між провідниками А і В.
Точність методу в значній мірі залежить від паралелі характеристичних кривих. Якщо вони непаралелі по всій своїй довжині, то неможливо визначити, який відносний зсув. Відсутність паралелі може бути обумовлений значним неконтрольованим потоком електронів із сторонніх поверхонь, неспівпаданням положень провідників А і В або ефектом плямистості однієї або обох мішеней, причому плями можуть бути розташовані по-різному. Перші два джерела помилок можуть бути усуненені поліпшенням техніки експерименту. Що ж до ефекту плямистості, то метод, мабуть, дає тільки середнє значення роботи виходу поверхні, опромінюваної пучком, а оскільки він застосовується майже виключно до напилених у вакуумі плівок, різниця в плямистості окремих плівок не може бути причиною відхилення від паралелі характеристичних кривих.
3. Вимірювання роботи виходу електронів методом Кельвіна
Однією з характеристик поверхнвеого стану, як вже наголошувалося, є робота виходу електрона. Роботу виходу електрона можна виміряти за допомогою багатьох сучасних спектроскопічних методів, але найточнішим є метод Кельвіна. Схема вимірювань по методу Кельвіна представлена на рис. 4.
Рис.4. Схема для вимірювання роботи виходу електронів методом Кельвіна. 1- досліджуємий матеріал, статична пластина, 2 – електрод порівняння (відома робота виходу), динамічна пластина.
Суть методу Кельвіна полягає в наступному. Вібруючий електрод (2) з відомою роботою виходу вібрує поблизу досліджуваної поверхні (1) утворюючи плоский конденсатор. Різниця робіт виходу між електродом
порівняння і зразком проявляє себе як різниця поверхневих потенціалів
між двома поверхнями. Згідно простому співвідношенню
(3.1)
де 
- контактна різниця потенціалів (КРП) або різниця робіт виходу, q
- заряд поверхонь, С - ємність.
Оскільки електрод коливається, ємність змінюється періодично з
часом. Похідна заряду за часом вимірюється як амплітуда змінного струму, тобто
(3.2)
Підсилювач налаштований на сигнал, заданий електродом, що коливається.
Звичайно така схема працює як компенсаційна: постійна напруга змінюється до тих пір, поки вимірюваний струм І не стане рівним нулю.
Відповідне нульовому значенню струму постійна напруга рівно і протилежно по знаку КРП. Вимірювання роботи виходу таким чином - це, по суті, пряме вимірювання потенціалу подвійного слоя.
Метод є надзвичайно чутливим до забруднення поверхні, тому вимірювання на будь-яких об'єктах, окрім благородних металів і чистих поверхонь, зв'язані із значними труднощами.
Висновки
Останніми роками, сильно збільшилася необхідність техніки у вимірюванні роботи виходу. Розвиток термоелектронних пристроїв прямого перетворення, поліпшення параметрів фоточутливих детекторів, потреба в стабільних катодах, що працюють при все більш високому тиску і все більш низьких температурах, необхідність підвищення надійності іонних джерел в масс-спектрометрії - ось лише декілька чинників, що стимулювали інтенсивні дослідження роботи виходу.
Одним із способів вимірювання роботи виходу електрона із матеріалів є метод Кельвіна, який ґрунтується на контактній різниці потенціалів та динамічному конденсаторі.
Список використаних джерел
1. Грин М. (перевод Киселёва В.Ф.) Поверхностные свойства твердых тел – М.: Мир, 1972. – 432 с.
2. Борисов С.Ф. Межфазная граница газ–твердое тело: структура, модели, методы исследования. – Екатеринбург.:УГУ, 2001. – 240 с.
3. Методы анализа поверхностей/ Под ред. А. Зандерны. – М.: Мир, 1979;
4. Межфазовая граница газ –твердое тело/ Под ред. Э. Флада. – М.:Мир, 1970.
5. Исследование основных законов фотоэффекта и определение постоянной Планка / под ред. Айданова О.С., Сверчинская С.А. – Иркутск: ИГУ, 1999.
6. Шимони К. Физическая электроника. М.: Мир, 1977.
7. H.A. Поклонский H.И. Горбачук H.M. Лапчук Физика электрического контакта металл/полупроводник. – Минску:БГУ, 2003. – 52 с.
Похожие работы
... : медицина, побут. 2 Основа для виконання Робота проводиться на основі завдання керівника на курсове проектування. 3 Мета та актуальність роботи Метою роботи є розробка пристрою для вимірювання температури та артеріального тиску, функціональної та принципової схем, розрахунок його основних вузлів, оволодіння методикою проектування електронної апаратури та правилами оформлення технічної
... Проведені виміри значень РВЕ в осьових напрямках зразків, що випробовувалися знакозмінними напруженнями по консольному типу. Дослідження процесу втоми дозволило вперше зробити висновок про існування двох основних стадій структурних змін в кристалічних ґратках поверхневого шару металів: початкова стадія зворотних структурних перебудов, коли величина РВЕ для даної точки поверхні періодично зменшує ...
... живлення приладу. Сюди ж ставляться так називані промахи — похибки, пов'язані з помилковими діями спостерігача, — неправильне визначення показань приладу, невірний їхній запис і т.п. Результати вимірювань, що містять грубі похибки і промахи, відкидаються як явно неточні. Випадкова похибка - похибка вимірювання, викликана невідомими причинами або відомими причинами випадкового прояву. Випадкові ...
... опору R до динамічного опору Rd: , Коефіцієнт нелінійності у варисторов на основе ZnO - 20-100.Температурний коефіцієнти опору варистору – від’ємна величина. Дослідження неоднорідних напівпровідників з неомічною провідністю представляє цікавість для створення нових нелінійних елементів. Для цього корисно використовувати принципи та ідеї, що лежать в основі існуючих приладів, наприклад ...
0 комментариев