Работа выхода

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Работа выхода — разница между минимальной энергией (обычно измеряемой в электрон-вольтах), которую необходимо сообщить электрону для его «непосредственного» удаления из объёма твёрдого тела, и энергией Ферми. Здесь «непосредственность» означает то, что электрон удаляется из твёрдого тела через данную поверхность и перемещается в точку, которая расположена достаточно далеко от поверхности по атомным масштабам (чтобы электрон прошёл весь двойной слой), но достаточно близко по сравнению с размерами макроскопических граней кристалла. При этом пренебрегают дополнительной работой, которую необходимо затратить на преодоление внешних полей, возникающих из-за перераспределения поверхностных зарядов. Таким образом, работа выхода для одного и того же вещества для различных кристаллографических ориентаций поверхности оказывается различной.

При удалении электрона на бесконечность его взаимодействие с зарядами, остающимися внутри твёрдого тела приводит к индуцированию макроскопических поверхностных зарядов (при рассмотрении полубесконечного образца в электростатике это называют «изображением заряда»). При перемещении электрона в поле индуцированного заряда совершается дополнительная работа, которая определяется диэлектрической проницаемостью вещества, геометрией образца и свойствами других поверхностей. За счет этого полная работа по перемещению электрона из любой точки образца в любую другую точку (в том числе и точку бесконечности) не зависит от пути перемещения, то есть от того, через какую поверхность был удален электрон. Поэтому в физике твёрдого тела эта работа не учитывается и не входит в работу выхода.

Работа выхода в фотоэффекте[править | править исходный текст]

Работа выхода во внешнем фотоэффекте - минимальная энергия, необходимая для удаления электрона из вещества под действием света

Измерение работы выхода[править | править исходный текст]

Единицами измерения работы выхода являются Джоуль (Дж) или электронвольт (эВ).

Работа выхода электрона из различных металлов[править | править исходный текст]

Единица измерения: эВ электронвольт
Источник: CRC Handbook of Chemistry and Physics version 2008, стр. 12-114.
Примечание: Работа выхода может зависеть от ориентации освещаемого кристалла. К примеру, Ag: 4.26, Ag(100): 4.64, Ag(110): 4.52, Ag(111): 4.74. Диапазоны изменения работы выхода для типичных кристаллографических направлений указаны в таблице.

Элемент эВ Элемент эВ Элемент эВ Элемент эВ Элемент эВ
Ag: 4.52 – 4.74 Al: 4.06 – 4.26 As: 3.75 Au: 5.1 – 5.47 B: ~4.45
Ba: 2.52 – 2.7 Be: 4.98 Bi: 4.31 C: ~5 Ca: 2.87
Cd: 4.08 Ce: 2.9 Co: 5 Cr: 4.5 Cs: 2.14
Cu: 4.53 – 5.10 Eu: 2.5 Fe: 4.67 – 4.81 Ga: 4.32 Gd: 2.90
Hf: 3.9 Hg: 4.475 In: 4.09 Ir: 5.00 – 5.67 K: 2.29
La: 3.5 Li: 2.93 Lu: ~3.3 Mg: 3.66 Mn: 4.1
Mo: 4.36 – 4.95 Na: 2.36 Nb: 3.95 – 4.87 Nd: 3.2 Ni: 5.04 – 5.35
Os: 5.93 Pb: 4.25 Pd: 5.22 – 5.6 Pt: 5.12 – 5.93 Rb: 2.261
Re: 4.72 Rh: 4.98 Ru: 4.71 Sb: 4.55 – 4.7 Sc: 3.5
Se: 5.9 Si: 4.60 – 4.85 Sm: 2.7 Sn: 4.42 Sr: ~2.59
Ta: 4.00 – 4.80 Tb: 3.00 Te: 4.95 Th: 3.4 Ti: 4.33
Tl: ~3.84 U: 3.63 – 3.90 V: 4.3 W: 4.32 – 5.22 Y: 3.1
Yb: 2.60 [1] Zn: 3.63 – 4.9 Zr: 4.05

Литература[править | править исходный текст]

  1. (1996-02) «The dependence of the work function of rare earth metals on their electron structure». Microelectronics Journal 27 (1): 93–96. DOI:10.1016/0026-2692(95)00097-6. ISSN 0026-2692. Проверено 2009-09-22.
  • Solid State Physics, by Ashcroft and Mermin. Thomson Learning, Inc, 1976