Elektronning chiqish ishi - U. U. Iskandarov, O. S. Rayimdjanova, M. A. Akbarova, S. J. Yo‘lchiboyeva

Metall ichidan chiqib, uning sirtidan x masofada turuvchi elektron,
metall ichida
e
+
zaryadni induktsiyalaydi. Bu holatni 1.1.4,b – rasmda ko’rish mumkin.
Metall ichida ko’rsatilgan zaryad sirtdan
х
- masofada semmetirik joylashib, eletronga
ta’sir etadi.
1.1.4 – rasm. Metall ichidan berilgan zonalar
SHuning uchun induktsiyalangan
e
+
zaryad
е
−
zaryadning elektr tasviri deyiladi. U
elektronni quyidagi kuch bilan tortadi:
(
)
2
0
2
16
/
x
e
F
−
=
(1.1.6)
Bu kuch elektr tasvir kuchi deb ham ataladi. Mana shu kuchni yengish uchun chiqish
ishini bajarish kerak. CHiqish ishining qiymatini (6) ifodani
0
x
х
shartda integrallab topish
mumkin.
Atomlar orasidagi
0
x
masofadan kichik
0
x
х
shartda elektr tasvir kuchini aniqlab
bo’lmaydi, shuning uchun (6) ifoda o’rinli emas.
Amaliyotda ko’p hollarda to’siq balandligini bilish kifoya qiladi. O’tkazuvchanlik
sohasi tubidan nolinchi sathigacha bo’lgan energetik balandlik
tashqi chiqish ishi
таш
x
deb
ataladi. Elektron joylashgan eng yuqori sathdan (uni Fermi sathi deyiladi) nolinchi sathgacha
bo’lgan energetik balandlik esa termodinamik chiqish ishi deb ataladi. (1.1.4,v-rasm).
Yarim o’tkazgich yoki dielektrik kristallarda elektronlarning sohalarda joylashishi
boshqacha bo’ladi. 1.1.4,a – rasmda tasvirlangandek,
metallarda eng yuqoridagi
o’tkazuvchanlik sohasida valent elektron mavjud bo’ladi. Yarim o’tkazgich va dielektrlarda
esa, absolyut nol tempraturada
(
)
ОК
Т
=
o’tkazuvchanlik sohasida elektronlar bo’lmaydi.
Faqat tempratura ko’tarilib, ma’lum darajaga yetganda elektronlar o’tkazuvchanlik sohasiga
o’ta boshlaydi. Yarim o’tkazgichlarda valent elektronlarning absolyut nolь tempraturada
egallagan pastki sohasini
valent soha deb ataymiz, yuqoridagi bo’sh soha o’tkazuvchanlik
sohasi deyiladi. Ideal toza yarim o’tkazgichda Fermi sathi o’tkazuvchanlik sohasi bilan valent
soha o’rtasida joylashgan bo’ladi. SHuning uchun Fermi sathidan hisoblangan termodinamik
chiqish ishi
0
x
va tashqi chiqish ishi
таш
x
birorta ham real elektronning chiqish ishiga mos
kelmaydi. Elektronning
real chiqish ishi
1
x
valent sohaning ichidan hisoblanadi. Yarim
o’tkazgich uchun ushbu chiqish ishlari 1.1.5 – rasmda tasvirlagan.
+-
1.1.5-rasm. O’tkazuvchanlik sohasi
Amalda chiqish ishiga adsorbtsiyalangan monomolekulyar qatlam katta ta’sir qiladi.
1.1.6,a – rasmda volfram sirtini tsezeyning biratomli qatlami bilan qoplangan holat
tasvirlangan. Tseziy ishqoriy metall, uning valent elektroni o’z atomiga volьframga nisbatan
bo’sh bog’langan. SHuning uchun tseziy atomi folьfram sirtiga adsorbitsiyalanganda o’z
elektronlarini volьfram atomlariga beradi. Natijada tseziy atomi musbat zaryadlangan ionga
sirtdagi volьfram esa manfiy zaryadlangan ionga aylanadi. Sirtda yuqoridan pastga yo’nalgan
elektron maydon kuchlanganligi paydo bo’ladi. Endi volьfram ichidan elektron tashqi pastroq
maydon ta’sirida oson chiqariladi. Hosil qilingan tseziy qatlami yordamida chiqish ishi 4,52
dan 1,36 eV gacha kamayadi. Ushbu effektni boshqa musbat elektr
qatlam hosil qiluvchi
metallar – bariy, tseriy, toriy va boshqalar ham beradi.
Musbat elektr qatlam hosil qiluvchi adsorbtsiyalanadigan elementlar elektron
lampalarning, fotoelektron priborlarning katodlarini tayyorlashda keng amaliy tadbig’ini
topdi.
Metallning sirtiga adsorbtsiyalangan kislorod o’zini boshqacha tutadi. Kislorod
atomidagi valent elektron o’z atomiga metallarning valent elektronlariga nisbatan mustahkam
bog’langan. SHuning uchun metall sirtiga adsorbtsiyalangan kislorod atomi metall atomidan
elektronlarni tortib oladi. Natijada u manfiy zaryadlanib qoladi. Bu holatda 6,b –
rasmda
ko’rsatilgandek yuqoriga yo’nalgan, elektr maydon kuchlanganligi hosil bo’ladi. Bu esa
chiqish ishini orttirilishiga sabab bo’ladi, chunki hosil bo’lgan qo’shimcha maydon
elektronlarni tormozlaydi.
1.1.6-rasm. Ion va elektronlar