ШО́ТТКИ ЭФФЕ́КТ

Распределение потенциала у поверхности металла при отсутствии (1) и наличии (2) внешнего ускоряющего электрического поля; Φ – полная работа выхода; Z – расстояние от эмитирующей поверхности.

ШО́ТТКИ ЭФФЕ́КТ, рост элек­трон­но­го то­ка на­сы­ще­ния из твёр­до­го те­ла (ка­то­да) под дей­ст­ви­ем внеш­не­го ус­ко­ряю­ще­го элек­трич. по­ля вслед­ст­вие умень­ше­ния ра­бо­ты вы­хо­да элек­тро­нов из твёр­до­го те­ла. Об­на­ру­жен В. Шотт­ки в 1914. При от­сут­ст­вии элек­трич. по­ля рас­пре­де­ле­ние по­тен­циа­ла U вбли­зи по­верх­но­сти ме­тал­ла име­ет фор­му ги­пер­бо­лы (кри­вая 1 на рис.), что свя­за­но с дей­ст­ви­ем сил элек­трич. при­тя­же­ния, на­зы­вае­мых так­же си­ла­ми зер­каль­но­го изо­бра­же­ния (при по­ки­да­нии элек­тро­ном эмит­те­ра в твёр­дом те­ле ин­ду­ци­ру­ет­ся за­ряд, яв­ляю­щий­ся его зер­каль­ным изо­бра­же­ни­ем). При на­ло­же­нии внеш­не­го од­но­род­но­го элек­трич. по­ля на­пря­жён­но­стью E по­тен­ци­аль­ный барь­ер изо­бра­жа­ет­ся кри­вой 2 и ра­бо­та вы­хо­да умень­ша­ет­ся на ΔΦ=e^3/2E^1/2 (е – за­ряд элек­тро­на). По­след­нее вы­ра­же­ние для ме­тал­лов при­ме­ни­мо при E<10⁷ В/м (ко­гда на­чи­на­ет­ся ав­то­элек­трон­ная эмис­сия). Ес­ли ис­точ­ни­ком элек­трон­но­го то­ка слу­жит на­ка­лён­ный ка­тод, то за счёт Ш. э. си­ла то­ка воз­рас­та­ет от I₀ до I=I₀exp(e^3/2E^1/2/kT), где T – темп-pa ка­то­да, k – по­сто­ян­ная Больц­ма­на. В слу­чае фо­то­ка­то­да про­ис­хо­дят сдвиг по­ро­га фо­то­эф­фек­та в сто­ро­ну бо́ль­ших длин волн и со­от­вет­ст­вую­щий рост фо­то­элек­трон­но­го то­ка при ос­ве­ще­нии ка­то­да.

При по­кры­тии по­верх­но­сти ме­тал­ла тон­кой ад­сор­би­рую­щей плён­кой не­од­но­род­ной струк­ту­ры в Ш. э. воз­ни­ка­ют ано­ма­лии, свя­зан­ные со слож­ным взаи­мо­дей­ст­ви­ем ло­каль­ных элек­трич. по­лей ме­ж­ду чис­ты­ми и по­кры­ты­ми плён­кой уча­ст­ка­ми по­верх­но­сти.

В по­лу­про­вод­ни­ках Ш. э. бо­лее слож­ный, чем в ме­тал­лах. В них, на­ря­ду с по­ни­же­ни­ем внеш­не­го по­тен­ци­аль­но­го барь­е­ра, на­блю­да­ет­ся как час­тич­ное про­ник­но­ве­ние элек­трич. по­ля внутрь по­лу­про­вод­ни­ка на глу­би­ну, за­ви­ся­щую от кон­цен­тра­ции сво­бод­ных но­си­те­лей за­ря­да, так и его час­тич­ное эк­ра­ни­ро­ва­ние сло­ем по­верх­но­ст­ных за­ря­дов. В ре­зуль­та­те элек­трич. по­ле, как пра­ви­ло, ока­зы­ва­ет боль­шее влия­ние на ра­бо­ту вы­хо­да элек­тро­на, а сле­до­ва­тель­но, и на си­лу элек­трон­но­го то­ка.

Ш. э. по­зво­ля­ет ис­сле­до­вать не­ко­то­рые элек­трон­ные свой­ст­ва по­верх­но­стей твёр­дых тел.