7.1 Контакт двох металів. Товщина контактного шару

Розглянемо два метали з різними роботами виходу електронів А1 і А2, а також різними енергіями Фермі ЕF1 і  EF2. Зонні діаграми показані на рис.7.1. (див. розділ 2.4)

Після утворення контакту між металами відбуваються переходи електронів з одного металу в інший (у нашому випадку із 2-го в 1-ий) поки рівні Фермі μ1 і μ2 не стануть однаковими. Виникає контактне поле ЕК, яке перешкоджає подальшому переходу електронів. Настає стан динамічної рівноваги. Між металами виникає контактна різниця потенціалів (КРП) VК зумовлена різницею робот виходу електронів (зовнішня КРП)

(7.1)

і різницею рівнів Фермі (внутрішня КРП)

(7.2)

Результуюча КРП дорівнює сумі

(7.3)

Оцінимо зміну концентрації електронів Δn в області контакту. Будемо розглядати область контакту (рис.7.2) як плоский конденсатор з площею пластин (площею контакту) S і зарядом Q = q×Δn×S×d/2. Скористаємось формулою електроємності плоского конденсатора і означенням електроємності. Одержуємо

звідки знаходимо

(7.4)

Для кількісної оцінки максимально можливого значення Δn приймемо мінімально можливе значення d = 3×10-10м, що складає приблизно одну міжатомну відстань,  ε = 1, εо = 8,85×10-12 Ф/м, VК = 1 В.

Прийнявши мінімальне значення концентрації електронів в металі n = 1028 м-3, одержуємо максимальну відносну зміну концентрації ~10%. Врахувавши цей результат і той експериментальний факт, що довжина вільного пробігу електронів складає десятки і сотні міжатомних відстаней, тобто набагато більша від d, можемо зробити висновок, що електропровідність (опір) контакту двох металів мало відрізняється від електропровідності (опору) об’єму металів.

 

 

You must be logged in to post a comment.

Фізика