Фотоэлектронная эмиссия. Эффективные фотокатоды (стр. 7 из 7)

__________________________________________________________

Основные закономерности фотоэффекта

Фотоэлектронная эмиссия подчиняется следующим закономерностям.

1) Фотоэлектронный ток пропорционален интенсивности светового потока (закон Столетова).

2) Кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности светового потока, при этом максимальное значение энергии фотоэлектронов определяется законом Эйнштейна

,

где - работа выхода вещества.

Из закона Эйнштейна следует наличие длинноволновой (красной) границы фотоэлектронной эмиссии, которая определяется условием

Здесь - минимальная энергия кванта, при которой происходит вырывание фотоэлектронов из материала; соответствующая этой энергии максимальная длина волны

Строго говоря, это соотношение справедливо только при температуре абсолютного нуля. При более высоких температурах энергетическая граница фотоэффекта становится нерезкой из-за размытия уровня Ферми.

Температурная зависимость фотоэлектронного тока вблизи описывается законом Фаулера. Однако в большинстве прикладных задач этот фактор можно не учитывать.

3) При интенсивных световых потоках (создаваемых, например, с помощью лазеров) линейная зависимость фотоэлектронного тока от интенсивности светового потока может нарушаться, т.е. нарушается закон Столетова. Возможно также нарушение закона Эйнштейна из-за возникновения многофотонной фотоэлектронной эмиссии, обусловленной поглощением одним электроном нескольких фотонов. При освещении материалов солнечным излучением такие процессы имеют малую вероятность.

Основной характеристикой внешнего фотоэффекта является спектральная зависимость квантового выхода - зависимость числа эмиттируемых фотоэлектронов, приходящихся на один фотон, от энергии фотонов (или от длины волны). На рис. 6.7 в качестве примера показана такая спектральная зависимость квантового выхода для окиси индия. Спектральные зависимости квантового выхода и потоки фотоэлектронов с поверхности для разных материалов достаточно близки. Для большинства материалов плотность тока фотоэлектронной эмиссии при освещении их Солнцем за пределами земной атмосферы составляет ~(1-5)^.10^-5 А/м².

Литература

1. Э.В.ШПОЛЬСКИЙ.

Атомная физика 1984 г.

2. А.Н.ДОБРЕЦОВ, М.В.ГОМОЮНОВА

Эмиссионная электроника 1966 г.

3. И.В.ГАПОНОВ.

Электроника 1960 г.

4. Г.С.ЛАНДСБЕРГ.

Оптика 1976 г.

5. Ю.С. ПРОТАСОВ, С.Н. ЧУВАШЕВ

Физическая электроника2001 г.