В книге излагается современное состояние теоретических исследований в области электронной эмиссии из металлов в вакуум, диэлектрики и растворы. Разрабатывается используемый в последующем формальный математический аппарат, опирающийся в основном на методы нерелятивистской квантовомеханической теории рассеяния. Рассматривается теория конкретных видов электронной эмиссии из металлов: внешней фотоэмиссии на границе металл — вакуум и металл — диэлектрик, термо- и автоэмиссии, а также фотоэмиссии на границе металл — электролит. Особое внимание при этом уделяется изложению новых количественных результатов, а также рассмотрению проблем, не обсуждавшихся ранее в монографической литературе достаточно подробно. Обсуждается круг вопросов, связанных с влиянием на эмиссию поверхностных слоёв. Рассматривается эмиссия в поле электромагнитной волны столь высокой интенсивности (например, в поле лазера), что нельзя пренебрегать взаимодействием эмитированного электрона с этой волной вне металла. Кратко рассматриваются возможные обобщения изложенного в книге общего подхода, а также результаты ряда работ по близкой проблематике.

Таблиц 2, рис. 30, библ. 225 назв.

Теория электронной и ионной эмиссии из твёрдых и жидких тел и её составная часть — теория электронной эмиссии из металлов, рассматриваемая в настоящей книге, претерпевают в последние годы заметные качественные изменения. Значительно расширилось число объектов исследования и усложнился математический аппарат теории, который стал теперь включать расчётные методы, использовавшиеся ранее в квантовомеханической теории рассеяния, а также существенным образом опираться на современные представления об электронной структуре конденсированных сред.

Важнейшим стимулом развития принципиальных аспектов теории электронной эмиссии, которое некоторое время отставало от развития других разделов теории твёрдого тела, были данные новых экспериментов, выполненных с использованием современных методик. Многие из результатов новых экспериментов не нашли удовлетворительного объяснения в рамках простых представлений, основы которых были заложены несколько десятилетий тому назад, ещё в годы создания квантовой механики, и которые длительное время позволяли чрезвычайно успешно объяснять широкий круг явлений.

Хотя процесс усовершенствования и расширения теории электронной эмиссии ещё далеко не завершён, а, скорее, ещё только начат, получено уже довольно много существенных результатов, освещённых пока только в разрозненных журнальных статьях. В связи с этим нам представляется полезным изложить по крайней мере часть из указанных результатов в возможно более последовательной и единообразной форме, что мы попытались сделать в настоящей книге.

Основное содержание книги составляет теоретическое рассмотрение вопросов термо-, авто- и фотоэлектронной эмиссии из металлов. Такого рода выбор объясняется, с одной стороны, сравнительно большим прогрессом, достигнутым по историческим причинам в теории именно перечисленных эмиссионных явлений. С другой стороны, теории указанных видов эмиссии были посвящены работы авторов, что дало им возможность относительно лучше ориентироваться в многочисленных публикациях. При этом следует подчеркнуть, что количество теоретических статей лишь по упомянутым вопросам чрезвычайно велико и продолжает непрерывно расти, и поэтому приводимая в соответствующих главах литература не может претендовать на полноту. Основное внимание уделялось работам, относящимся к явлениям собственно электронной эмиссии и опубликованным после 1965 г. вплоть до конца 1971 г.

Изложенный в книге материал адресуется не только физикам, непосредственно занимающимся изучением эмиссионных явлений: мы надеемся, что он привлечёт внимание к проблемам электронной эмиссии и встречающимся при их анализе значительным трудностям (вопреки бытующим иногда представлениям о существующей здесь полной ясности) более широкого круга теоретиков.

Предполагается, что читателю известны основные представления физики твёрдого тела и квантовой механики в объёме стандартных курсов. Более специальные вопросы освещаются в процессе изложения основного материала.

ПРЕДИСЛОВИЕ
Авторы

Предисловие	7

Г л а в а 1. Введение	9

Г л а в а 2. Постановка задачи и её решение в одномерной
потенциальной модели	18

§ 1. Общая постановка задачи электронной эмиссии	18
§ 2. Модельная динамическая задача	21
§ 3. Построение функций Грина	25
§ 4. Использоваыие теории возмущений	31
§ 5. Случай не зависящего от времени взаимодействия	36
§ 6. Случай фотоэлектронной эмиссии	39

Г л а в а 3. Общая пороговая теория электронной эмиссии	45

§ 1. Модельные предположения в теориях электронной эмиссии	45
§ 2. Вывод формул пороговой теории	48
§ 3. Проблема обоснования модельных расчётов в рамках
порогового подхода	55
§ 4. Проблема учёта неодномерности границы раздела и
структуры внешней среды	59
§ 5. Роль статистического распределения	64
§ 6. Общее обсуждение особенностей порогового подхода	68

Г л а в а 4. Фотоэлектронная эмиссия в вакумм и диэлектрики	73

§ 1. Качественное описание явления фотоэмиссии	73
§ 2. Методы теоретического описания фотоэмиссии	80
§ 3. Основные формулы для фотоэмиссионного тока в
припороговой области частот	84
§ 4. Дальнейший анализ полученных соотношений	91
§ 5. Внепороговая область частот	95
§ 6. Зависимость фотоэмиссионного тока от характеристик
излучения	98

Г л а в а 5. Термоэлектронная и автоэлектронная эмиссии	104

§ 1. Основная формула термоэлектронной эмиссии	104
§ 2. Обсуждение основной формулы термоэмиссии	110
§ 3. Основные представления теории автоэлектронной эмиссии	115
§ 4. Пороговый подход к описанию автоэмиссионных явлений	121
§ 5. Температурные эффекты в сильных электрических полях	128
§ 6. Термо- и фотоэлектронная эмиссии в слабых
электрических полях	134

Г л а в а 6. Фотоэлектронная эмиссия из металлов в pacтворы
электролитов	140

§ 1. Общие свойства границы раздела металл — электролит	140
§ 2. Фотоэмиссия в концентрированные растворы — зависимость
от потенциала и частоты	146
§ 3. Некоторые особенности фотоэмиссии в растворы низкой
концентрации	152
§ 4. Экспериментальная проверка теории	156
§ 5. Перспективы использования фотоэлектронной эмиссии на
границе металл — раствор	161

Г л а в а 7. Влияние поверхностных структур на электронную
эмиссию	164

§ 1. Качественное рассмотрение и постановка задачи	164
§ 2. Плотные поверхностные структуры	169
§ 3. Приближение потенциалов малого радиуса	176
§ 4. Общее выражение для эмиссионного тока с учётом
периодической структуры	184
§ 5. Влияние периодической структуры на фоюэмиссию	190
§ 6. Влияние периодической структуры на автоэмиссию	196

Г л а в а 8. Фотоэмиссия электронов в сильном
электромагнитном поле	202

§ 1. Вводные замечания	202
§ 2. Постановка задачи в рамках потенциальной модели	203
§ 3. Эмиссия при отсутствии стационарных дальнодействующих
взаимодействий	208
§ 4. Теория возмущений при наличии не зависящих от времени
взаимодействий в конечном состоянии	215
§ 5. Особенности схемы расчёта для сильного
электромагнитного поля	220

Г л а в а 9. Отдельные проблемы теории электронной эмиссии	222

§ 1. Некоторые направления дальнейшего развития теории	222
§ 2. Модельное рассмотрение объёмного фотоэффекта	224
§ 3. Основы теории фотоэмиссии из полупроводников	228
§ 4. Поверхностные плазмоны	241

Литература	247

Книги на ту же тему

Поверхность Ферми: Понятие поверхности Ферми, её определение и использование в физике металлов, Крэкнелл А., Уонг К., 1978
Электрический взрыв проводников и его применение в электрофизических установках, Бурцев В. А., Калинин Н. В., Лучинский А. В., 1990
Электроизоляция и разряд в вакууме, Сливков И. Н., 1972
Плазменные источники электронов, Крейндель Ю. Е., 1977
Вакуумные дуги: Теория и приложения, Кобайн Д., Эккер Г., Фаррелл Д., Гринвуд А., Харрис Л., 1982
Электронные умножители, Чечик И. О., Файнштейн С. М., Лифшиц Т. М., 1954
Расчёт и конструирование электронных ламп, Царёв Б. М., 1952
Электровакуумные приборы, Тягунов Г. А., 1949

elapsed time 0.022 sec

/Наука и Техника/Физика

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему