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 ==

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

  
    
      
        U
        (
        x
        )
        =
        
          
            {
            
              
                
                  
                    U
                    
                      0
                    
                  
                  −
                  e
                  ϵ
                  x
                  ,
                
                
                  x
                  >
                  0
                
              
              
                
                  0
                  ,
                
                
                  x
                  <
                  0
                
              
            
            
          
        
      
    
    {\displaystyle 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 ==