Физическая энциклопедия - работа выхода

энергия Ф, к-рую необходимо затратить для удаления эл-на из твёрдого или жидкого в-ва в вакуум (в состояние с равной нулю кинетич, энергией). Р. в. Ф=еj, где j потенциал Р. в., е абс. величина электрич. заряда электрона. Р. в. равна разности между мин. энергией эл-на в вакууме и Ферми энергией эл-нов внутри тела. Если электростатич. потенциалы в вакууме jвак, в толще в-ва jоб, а ?F энергия Ферми, отсчитываемая от энергии неподвижного эл-на в точке вакуума, где потенциал равен jвак, то Р.

в. (в случае однородной поверхности) Ф=e(jоб-jвак)-?F. В приповерхностной области любого тела образуется двойной электрич. слой. Он возникает даже на идеально чистой поверхности кристалла в результате того, что «центр тяжести» плотности эл-нов в поверхностной крист. ячейке не совпадает с плоскостью, в к-рой расположены ионы. При этом jвак-jоб=4pPS.

где PS дипольный момент двойного слоя, приходящийся на ед. площади поверхности (РS>0, если дипольный момент направлен наружу). Р. в.характеристика поверхности тела: грани одного и того же кристалла, образованные разными кристаллографич. плоскостями или покрытые разными в-вами, имеют разные РS и разную Р. в. Вблизи этих поверхностей jвак также не совпадают и между поверхностями возникают контактная разность потенциалов и электростатич.

поле. В металлах при низких темп-рах уровень Ферми совпадает с самым высоким заполненным энергетич. уровнем эл-нов и Р. в. имеет смысл наименьшей энергии, требуемой для удаления эл-на в вакуум. В полупроводниках такой смысл Р. в. придавать нельзя. В металлах двойной электрич. слой сосредоточен на самой поверхности и толщина его порядка межатомного расстояния.

В ПП заряд одного знака находится на поверхности (эл-ны или дырки в поверхностных состояниях), а заряд противоположного ' знака распределён в слое, толщина к-рого зависит от концентраций примесей и темп-ры и может достигать многих тыс. межатомных расстояний. РАБОТА ВЫХОДА (в эВ) НЕКОТОРЫХ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МЕТАЛЛОВ Р.

в. может быть сильно изменена адсорбцией разл. атомов или молекул на поверхности (адсорбированные ч-цы изменяют РS). Атомы металлов с малой энергией ионизации (напр., Cs) при адсорбции приобретают дипольный момент, направленный в сторону вакуума, и снижают Р. в. Покрытие Cs уменьшает Р. в. для нек-рых металлов и ПП до 1 эВ (4-6 эВ в отсутствие Cs, см.

табл.). В ПП с гомополярными межатомными связями (Ge, Si и т. п.) Р. в. практически не изменяется даже при сильном изменении ?F в объёме кристалла (при изменении темп-ры или введении примеси): изменение ?F вызывает такое изменение заполнения поверхностных состояний эл-нами и, следовательно, такое изменение jоб jвак, к-рое компенсирует изменение ?F.

Плотность состояний на чистых поверхностях ионных ПП в области запрещённой зоны невелика и допускает изменение Р. в. с изменением положения уровня Ферми в объёме ПП (напр., введением примесей). Абс. величину Р. в. измеряют по кол-ву теплоты, к-рое нужно подводить к телу при отборе из него термоэмиссионного тока (см.

ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ), чтобы темп-ра тела оставалась неизменной; по температурной зависимости и полной величине термоэмиссионного тока, а в металлах и вырожденных ПП также по красной границе фотоэлектронной эмиссии. Контактная разность потенциалов Uк двух тел равна разности их Р. в.; измеряя Uк между исследуемой поверхностью и эталонной, находят и Р.

в. первой. .