פונקציית עבודה – הבדלי גרסאות

מ
אין תקציר עריכה
מ (←‏מדידת פונקציית העבודה: הגהה, replaced: הותיק ← הוותיק)
מאין תקציר עריכה
תגית: עריכת קוד מקור 2017
{{להשלים|כל הערך=כן|נושא=מדעי הטבע}}
מ'''פונקציית העבודה''' ב[[פיזיקה של מצב מוצק]] היא ה[[אנרגיה]] המינימלית (שבדרך כלל נמדדת ב[[אלקטרון וולט]]) הדרושה כדי להוציא [[אלקטרון]] מ[[מוצק]] אל בדיוק מחוץ למשטח המוצק (או האנרגיה הדרושה כדי להוציא אלקטרון מ[[אנרגיית פרמי]] אל הריק). "בדיוק" מחוץ למשטח המוצק פירושו שהאלקטרון רחוק מהמשטח בסקלה האטומית אבל עדיין קרוב למשטח בסקלה מקרוסקופית. פונקציית העבודה היא תכונה אופיינית של כל פאזת מוצק שהיא של חומר בעל רמת [[פס הולכה]] (בין אם ריקה או מלאה חלקית). עבור מתכת, רמת פרמי היא בתוך פס ההולכה, מה שמעיד על כך שפס ההולכה מלא באופן חלקי.
ב[[פיזיקה של מצב מוצק]], '''פונקציית העבודה''' היא האנרגיה המינימלית (שבדרך כלל נמדדת ב[[אלקטרון וולט]]) הדרושה כדי להוציא [[אלקטרון]]
מ[[מוצק]] אל בדיוק מחוץ למשטח המוצק (או האנרגיה הדרושה כדי להוציא אלקטרון מ[[אנרגיית פרמי]] אל הריק). "בדיוק" מחוץ למשטח המוצק פירושו שהאלקטרון רחוק מהמשטח בסקלה האטומית אבל עדיין קרוב למשטח בסקלה מקרוסקופית. פונקציית העבודה היא תכונה אופיינית של כל פאזת מוצק שהיא של חומר בעל רמת [[פס הולכה]] (בין אם ריקה או מלאה חלקית). עבור מתכת, רמת פרמי היא בתוך פס ההולכה, מה שמעיד על כך שפס ההולכה מלא באופן חלקי.
 
 
== שינויים בערך פונקציית העבודה ==
 
ב[[מוליך למחצה]] פונקציית העבודה הינההיא [[זיקה אלקטרונית|הזיקה האלקטרונית]] (פער האנרגיה בין [[מבנה פסים|פס המוליכות]] לבין רמת הוואקום) בתוספת המרחק שבין [[רמת פרמי]] לבין פס המוליכות. מכיוון ש[[רמת פרמי]] משתנה כתלות ב[[אילוח (מוליכים למחצה)|סימום]] החומר, הרי שפונקציית העבודה תשתנה גם היא בהתאם לרמת ה[[אילוח (מוליכים למחצה)|סימום]]. כך, פונקציית העבודה הנמוכה ביותר תושג כאשר יהיה [[אילוח (מוליכים למחצה)|סימום]] מקסימלי מסוג [[מוליך למחצה מאולח|N]], כך ש[[רמת פרמי]] תתלכד עם פס המוליכות. במצב זה פונקציית העבודה תהיה שווה ל[[זיקה אלקטרונית|זיקה האלקטרונית]].
== פונקציית העבודה ואפקט המשטח ==
== יישומים ==
כל השיטות היחסיות עושות שימוש בהבדל בפוטנציאל המגע בין הדגימה ו[[אלקטרודה|אלקטרודת]] התייחסות.
 
<big>'''===שיטות שמבוססות על פליטה כתוצאה מהארה'''</big> ===
 
ספקטרוסקופיית פליטה פוטואלקטרונית (PES) היא המונח הכללי לטכניקות [[ספקטרוסקופיה|ספקטרוסקופיות]] המבוססות על האפקט הפוטואלקטרי. במקרה של ספקטרוסקופיה פוטואלקטרונית אולטרה-סגולה (UPS) המשטח של דגימת מוצק מוקרן באור [[אולטרה-סגול]] (UV) וה[[אנרגיה קינטית|אנרגיה הקינטית]] של האלקטרונים הנפלטים עוברת אנליזה. מכיוון שאור [[אולטרה סגול]] הוא [[קרינה אלקטרומגנטית]] עם אנרגיה <math>hf</math> נמוכה מ-100eV הוא מסוגל לעקור בעיקר [[אלקטרוני ערכיות]]. כתוצאה מהמגבלות של עומק הבריחה של אלקטרונים במוצקים, שיטת UPS מאוד תלויה בפני השטח, שכן עומק המידע הוא בטווח של 2-20 שכבות עצמיות (1-10 ננומטר). הספקטרום המתקבל בניסוי משקף את המבנה האלקטרוני של הדגימה ומספק מידע על מאפיינים של הדגימה כגון צפיפות המצבים בה, אכלוס המצבים, ופונקציית העבודה.
<big>'''===שיטות שמבוססות על פליטה תרמיונית'''</big>===
 
שיטת עצירת ה[[דיודה]] היא אחת השיטות הפשוטות והוותיקות ביותר למדידת פונקציות עבודה. היא מתבססת על הפליטה התרמיונית של אלקטרונים מגוף מחומם. צפיפות הזרם הנפלט J של אלקטרונים מהדגימה תלויה בפונקציית העבודה W של הדגימה וניתנת על ידי [[פליטה תרמיונית|משוואת ריצ'רדסון דושמן]] <math>J = A T^2 e^{-W/kT} </math> כאשר A, קבוע ריצ'רדסון, הוא קבוע אופייני של החומר. צפיפות הזרם עולה מהר מאוד עם הטמפרטורה ויורדת באופן מעריכי עם פונקציית העבודה. שינויים בפונקציית העבודה יכולים להיקבע בקלות באמצעות הפעלת [[מתח חשמלי|מתח עצירה]] בין הדגימה ומקור האלקטרונים, כך ש-W מוחלף ב-W + eV במשוואה למעלה. ההבדלים במתח העצירה הדרוש בזרם קבוע שקול לשינוי בפונקציית העבודה, זאת כל עוד מניחים שפונקציית העבודה והטמפרטורה של מקור האלקטרונים קבועה.
 
<big>'''===פונקציות עבודה של יסודות'''</big>===
 
== ראו גם ==
 
* [[זיקה אלקטרונית]]
* [[פוטנציאל כימי]]
* [[אנרגיית יינון]]
 
[[קטגוריה:פיזיקה של מצב מוצק]]