शोट्की प्रभाव: Difference between revisions
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[[File:Schottky-effekt.png|thumb]] | [[File:Schottky-effekt.png|thumb]]शॉट्की प्रभाव या क्षेत्र वर्धित थर्मिओनिक उत्सर्जन [[संघनित पदार्थ भौतिकी]] में एक घटना है जिसका नाम वाल्टर एच शॉट्की के नाम पर रखा गया है। इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन उपकरणों में, विशेष रूप [[इलेक्ट्रॉन गन]] बंदूकों में, ऊष्मीय उत्सर्जन इसके परिवेश के सापेक्ष नकारात्मक पक्षपातपूर्ण होगा। यह उत्सर्जक सतह पर ''F'' परिमाण का एक विद्युत क्षेत्र बनाता है। क्षेत्र के बिना, भागते हुए फर्मी-स्तर के इलेक्ट्रॉन द्वारा देखे गए सतह अवरोध की ऊंचाई ''W'' स्थानीय कार्य के समान है। विद्युत क्षेत्र सतह अवरोध को Δ''W'' की मात्रा से कम करता है, और उत्सर्जन धारा को बढ़ाता है। इसे (''W'' − Δ''W'') द्वारा ''W'' को प्रतिस्थापित करके, रिचर्डसन के समीकरण के एक साधारण संशोधन द्वारा प्रतिरूपित किया जा सकता है। यह समीकरण देता है |<ref> | ||
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जहाँ J उत्सर्जन [[वर्तमान घनत्व]] है, T धातु का तापमान है, W धातु का कार्य फलन है, k बोल्ट्ज़मान स्थिरांक है, q<sub>e</sub> प्राथमिक प्रभार है, ε<sub>0</sub> परमिटिटिविटी | जहाँ J उत्सर्जन [[वर्तमान घनत्व]] है, T धातु का तापमान है, W धातु का कार्य फलन है, k बोल्ट्ज़मान स्थिरांक है, q<sub>e</sub> प्राथमिक प्रभार है, ε<sub>0</sub> परमिटिटिविटी या वैक्यूम परमिटिटिविटी है, और ए<sub>G</sub> सार्वत्रिक नियतांक A<sub>0</sub> का गुणनफल है पदार्थ-विशिष्ट सुधार कारक λ<sub>R</sub> से गुणा जो सामान्यतः क्रम 0.5 का होता है। | ||
[[File:Schottky-Emitter 01.jpg|thumb|एक [[इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी]] का शॉटकी-एमिटर इलेक्ट्रॉन स्रोत]]इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन जो क्षेत्र-और-तापमान-शासन में होता है जहां यह संशोधित समीकरण | [[File:Schottky-Emitter 01.jpg|thumb|एक [[इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी]] का शॉटकी-एमिटर इलेक्ट्रॉन स्रोत]]इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन जो क्षेत्र-और-तापमान-शासन में होता है जहां यह संशोधित समीकरण प्रयुक्त होता है उसे अधिकांशतः शॉटकी उत्सर्जन कहा जाता है। यह समीकरण लगभग 10<sup>8</sup> वी मी<sup>-1</sup> से कम विद्युत क्षेत्र की शक्तियों के लिए अपेक्षाकृत स्पष्ट है. विद्युत क्षेत्र की ताकत 10<sup>8</sup> वी मी<sup>-1</sup> से अधिक के लिए, तथाकथित फील्ड इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन या फाउलर-नॉर्डहेम (एफएन) टनलिंग से महत्वपूर्ण उत्सर्जन धारा का योगदान प्रारंभ होता है। इस व्यवस्था में, थर्मो-फील्ड (टीएफ) उत्सर्जन के लिए मर्फी-गुड समीकरण द्वारा फील्ड-एन्हांस्ड थर्मिओनिक और फील्ड उत्सर्जन के संयुक्त प्रभावों का मॉडल तैयार किया जा सकता है।<ref> | ||
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Revision as of 09:55, 23 June 2023
शॉट्की प्रभाव या क्षेत्र वर्धित थर्मिओनिक उत्सर्जन संघनित पदार्थ भौतिकी में एक घटना है जिसका नाम वाल्टर एच शॉट्की के नाम पर रखा गया है। इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन उपकरणों में, विशेष रूप इलेक्ट्रॉन गन बंदूकों में, ऊष्मीय उत्सर्जन इसके परिवेश के सापेक्ष नकारात्मक पक्षपातपूर्ण होगा। यह उत्सर्जक सतह पर F परिमाण का एक विद्युत क्षेत्र बनाता है। क्षेत्र के बिना, भागते हुए फर्मी-स्तर के इलेक्ट्रॉन द्वारा देखे गए सतह अवरोध की ऊंचाई W स्थानीय कार्य के समान है। विद्युत क्षेत्र सतह अवरोध को ΔW की मात्रा से कम करता है, और उत्सर्जन धारा को बढ़ाता है। इसे (W − ΔW) द्वारा W को प्रतिस्थापित करके, रिचर्डसन के समीकरण के एक साधारण संशोधन द्वारा प्रतिरूपित किया जा सकता है। यह समीकरण देता है |[1][2]
जहाँ J उत्सर्जन वर्तमान घनत्व है, T धातु का तापमान है, W धातु का कार्य फलन है, k बोल्ट्ज़मान स्थिरांक है, qe प्राथमिक प्रभार है, ε0 परमिटिटिविटी या वैक्यूम परमिटिटिविटी है, और एG सार्वत्रिक नियतांक A0 का गुणनफल है पदार्थ-विशिष्ट सुधार कारक λR से गुणा जो सामान्यतः क्रम 0.5 का होता है।
इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन जो क्षेत्र-और-तापमान-शासन में होता है जहां यह संशोधित समीकरण प्रयुक्त होता है उसे अधिकांशतः शॉटकी उत्सर्जन कहा जाता है। यह समीकरण लगभग 108 वी मी-1 से कम विद्युत क्षेत्र की शक्तियों के लिए अपेक्षाकृत स्पष्ट है. विद्युत क्षेत्र की ताकत 108 वी मी-1 से अधिक के लिए, तथाकथित फील्ड इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन या फाउलर-नॉर्डहेम (एफएन) टनलिंग से महत्वपूर्ण उत्सर्जन धारा का योगदान प्रारंभ होता है। इस व्यवस्था में, थर्मो-फील्ड (टीएफ) उत्सर्जन के लिए मर्फी-गुड समीकरण द्वारा फील्ड-एन्हांस्ड थर्मिओनिक और फील्ड उत्सर्जन के संयुक्त प्रभावों का मॉडल तैयार किया जा सकता है।[3] इससे भी ऊंचे क्षेत्रों में, एफएन टनलिंग प्रमुख इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन तंत्र बन जाता है, और उत्सर्जक तथाकथित क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन शीत क्षेत्र शासन में संचालित होता है।
प्रकाश जैसे उत्तेजना के अन्य रूपों के साथ परस्पर क्रिया करके थर्मिओनिक उत्सर्जन को भी बढ़ाया जा सकता है।[4] उदाहरण के लिए, थर्मिओनिक कन्वर्टर्स में उत्तेजित सीएस-वाष्प सीएस-रयडबर्ग पदार्थ के क्लस्टर बनाते हैं जो 1.5 ईवी से 1.0-0.7 ईवी तक कलेक्टर उत्सर्जक कार्य की कमी उत्पन्न करते हैं। रिडबर्ग स्थिति की लंबे समय तक रहने वाली प्रकृति के कारण यह लो वर्क फलन कम रहता है जो अनिवार्य रूप से लो-टेम्परेचर कन्वर्टर की दक्षता को बढ़ाता है।[5]
इससे भी ऊंचे क्षेत्रों में, एफएन टनलिंग प्रमुख इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन तंत्र बन जाता है, और उत्सर्जक तथाकथित क्षेत्र इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन शीत क्षेत्र शासन में संचालित होता है।
संदर्भ
- ↑ Kiziroglou, M. E.; Li, X.; Zhukov, A. A.; De Groot, P. A. J.; De Groot, C. H. (2008). "Thermionic field emission at electrodeposited Ni-Si Schottky barriers" (PDF). Solid-State Electronics. 52 (7): 1032–1038. Bibcode:2008SSEle..52.1032K. doi:10.1016/j.sse.2008.03.002.
- ↑ Orloff, J. (2008). "Schottky emission". Handbook of Charged Particle Optics (2nd ed.). CRC Press. pp. 5–6. ISBN 978-1-4200-4554-3.
- ↑ Murphy, E. L.; Good, G. H. (1956). "Thermionic Emission, Field Emission, and the Transition Region". Physical Review. 102 (6): 1464–1473. Bibcode:1956PhRv..102.1464M. doi:10.1103/PhysRev.102.1464.
- ↑ Mal'Shukov, A. G.; Chao, K. A. (2001). "Opto-Thermionic Refrigeration in Semiconductor Heterostructures". Physical Review Letters. 86 (24): 5570–5573. Bibcode:2001PhRvL..86.5570M. doi:10.1103/PhysRevLett.86.5570. PMID 11415303.
- ↑ Svensson, R.; Holmlid, L. (1992). "Very low work function surfaces from condensed excited states: Rydber matter of cesium". Surface Science. 269/270: 695–699. Bibcode:1992SurSc.269..695S. doi:10.1016/0039-6028(92)91335-9.
