Термоэлектронная эмиссия

Термоэлектронная эмиссия — это высвобождение заряженных частиц из горячего электрода которых , тепловая энергия дает некоторым частицам достаточную кинетическую энергию , чтобы покинуть поверхность материала. Частицы, которые в ранней литературе иногда назывались термоионами , теперь известны как ионы или электроны . Тепловая эмиссия электронов материала конкретно относится к эмиссии электронов и происходит, когда тепловая энергия превосходит работу выхода .

После испускания в излучающей области сначала остается заряд, противоположный величине, равный испускаемому заряду. Но если эмиттер подключен к батарее , оставшийся заряд нейтрализуется зарядом, подаваемым батареей при испускании частиц, поэтому эмиттер будет иметь тот же заряд, который был до выброса. Это облегчает дополнительное излучение для поддержания электрического тока . Томас Эдисон в 1880 году, изобретая свою лампочку , заметил этот ток, поэтому последующие ученые называли этот ток эффектом Эдисона , хотя только после открытия электрона в 1897 году ученые поняли, что электроны испускаются и почему.

Термоэлектронная эмиссия имеет решающее значение для работы различных электронных устройств и может использоваться для выработки электроэнергии (например, термоэмиссионные преобразователи и электродинамические тросы ) или для охлаждения. Термоэлектронные вакуумные трубки испускают электроны из горячего катода в замкнутый вакуум и могут управлять этими испускаемыми электронами с помощью приложенного напряжения . Горячий катод может представлять собой металлическую нить, металлическую нить с покрытием или отдельную структуру из металла или карбидов или боридов металлов переходных . Эмиссия вакуума из металлов имеет тенденцию становиться значительной только при температурах выше 1000 К (730 ° C ; 1340 ° F ). Поток заряда резко увеличивается с температурой.

Термин «термионная эмиссия» теперь также используется для обозначения любого термически возбужденного процесса эмиссии заряда, даже когда заряд излучается из одной твердого тела области в другую.

История

Поскольку электрон не был идентифицирован как отдельная физическая частица до работы Дж. Дж. Томсона в 1897 году, слово «электрон» не использовалось при обсуждении экспериментов, проведенных до этой даты.

Впервые об этом явлении сообщил в 1853 году Эдмон Беккерель . ^[1]^[2]^[3] Его снова наблюдал в 1873 году Фредерик Гатри в Великобритании. ^[4]^[5] Работая с заряженными объектами, Гатри обнаружил, что раскаленная железная сфера с отрицательным зарядом теряет свой заряд (путем каким-то образом разрядив его в воздух). Он также обнаружил, что этого не происходит, если сфера имеет положительный заряд. ^[6] Среди других первых авторов были Иоганн Вильгельм Хитторф (1869–1883), ^[7]^[8]^[9]^[10]^[11]^[12] Юджин Гольдштейн (1885), ^[13] и Юлиус Эльстер и Ганс Фридрих Гейтель (1882–1889). ^[14]^[15]^[16]^[17]^[18]

Эффект Эдисона

Термоэлектронная эмиссия снова наблюдалась Томасом Эдисоном в 1880 году, когда его команда пыталась выяснить причину поломки карбонизированных бамбуковых нитей. ^[19] и нежелательное почернение внутренней поверхности лампочек в его лампах накаливания . Это почернение было вызвано углеродом, отложившимся на нити, и было самым темным вблизи положительного конца петли нити, что, по-видимому, отбрасывало легкую тень на стекло, как будто отрицательно заряженный углерод исходил из отрицательного конца и притягивался к ней, а иногда и поглощался ею. положительный конец петли нити. Этот выступающий углерод считался «переносящим электричество» и первоначально приписывался эффекту в трубках Крукса , когда отрицательно заряженные катодные лучи ионизированного газа перемещаются от отрицательного электрода к положительному. Чтобы попытаться перенаправить заряженные частицы углерода на отдельный электрод вместо стекла, Эдисон провел серию экспериментов (первый безрезультатный занесен в его записную книжку от 13 февраля 1880 года), например следующий успешный: ^[20]

Эксперимент, демонстрирующий эффект Эдисона

Одна лампа с эффектом Эдисона состояла из вакуумной с внешней проводкой, лампы с электродом таким как металлическая пластина в этом примере (вместо этого использовалась платиновая фольга или дополнительная проволока), изолированным от углеродной нити (в этом примере в форме шпильки).

Эдисона Схема сконфигурировала его лампочку (большой круг) так, что ее электрод был включен последовательно с амперметром ( А) для измерения обычного тока и источником напряжения (отдельным от источника питания, нагревающего нить накала), чтобы смещать электрод либо положительно (в этом случае электроны притягивались и текли вдоль стрелок от нити накала через частичный вакуум к электроду) или отрицательно (что приводило к отсутствию измеримого тока). Теперь мы знаем, что в дополнение к молекулам углерода нить испускает электроны, которые имеют отрицательный заряд и поэтому притягиваются к положительно заряженному электроду, а не к отрицательно заряженному электроду.

Этот эффект имел множество применений. Эдисон обнаружил, что ток, излучаемый горячей нитью накала, быстро увеличивается с увеличением напряжения , и 15 ноября 1883 года подал патент на устройство регулирования напряжения, использующее этот эффект. ^[21] в частности, первый патент США на электронное устройство. Он обнаружил, что через устройство будет проходить достаточный ток для работы телеграфного эхолота, который был выставлен на Международной электрической выставке 1884 года в Филадельфии. Посещающий британский ученый Уильям Прис получил от Эдисона несколько лампочек для исследования. В статье Приса о них 1885 года односторонний ток через частичный вакуум называется эффектом Эдисона: ^[22]^[23] хотя этот термин иногда используется для обозначения самой термоэлектронной эмиссии. Британский физик Джон Амброуз Флеминг , работавший в Британской компании беспроводной телеграфии , обнаружил, что эффект Эдисона можно использовать для обнаружения радиоволн . Флеминг продолжил разработку двухэлементного термоэлектронного лампового диода, названного клапаном Флеминга (запатентован 16 ноября 1904 г.). ^[24]^[25]^[26] Термоэмиссионные диоды также могут быть сконфигурированы для преобразования разницы тепла в электроэнергию напрямую, без движущихся частей, в виде устройства, называемого термоэмиссионным преобразователем , типа теплового двигателя .

Закон Ричардсона

После идентификации электрона Дж. Дж. Томсоном в 1897 году британский физик Оуэн Уилланс Ричардсон начал работу над темой, которую он позже назвал «термоэлектронной эмиссией». Он получил Нобелевскую премию по физике в 1928 году «за работу над термоэлектронным явлением и особенно за открытие закона, названного в его честь».

Согласно зонной теории твердого тела приходится один или два электрона , на каждый атом , которые могут свободно перемещаться от атома к атому. Иногда это все вместе называют «морем электронов». Их скорости подчиняются статистическому распределению, а не являются равномерными, и иногда электрон имеет достаточную скорость, чтобы покинуть металл, не втягиваясь обратно. Минимальное количество энергии, необходимое электрону для того, чтобы покинуть поверхность, называется работой выхода . Работа выхода характерна для материала и для большинства металлов составляет порядка нескольких электронвольт (эВ). Термоэмиссионные токи можно увеличить, уменьшив работу выхода. Этой часто желаемой цели можно достичь, нанеся на проволоку различные оксидные покрытия.

В 1901 году Ричардсон опубликовал результаты своих экспериментов: ток от нагретой проволоки, казалось, зависел экспоненциально от температуры провода с математической формой, похожей на модифицированное уравнение Аррениуса : $T^{1/2}\mathrm {e} ^{-b/T}$ . ^[27] Позже он предложил, чтобы закон эмиссии имел математическую форму ^[28]

J=A_{\mathrm {G} }T^{2}\mathrm {e} ^{-W \over kT}

где J эмиссии — плотность тока , T — температура металла, W — работа выхода металла, k — постоянная Больцмана , а AG _. — параметр, который обсуждается далее

В период с 1911 по 1930 год, когда физическое понимание поведения электронов в металлах возросло, другие теоретические выражения (основанные на различных физических предположениях) были выдвинуты для AG _. Ричардсон, Сол Дашман , Ральф Х. Фаулер , Арнольд Зоммерфельд и Лотар Вольфганг Нордхайм . Спустя более 60 лет среди заинтересованных теоретиков до сих пор нет единого мнения относительно точного выражения AG _быть , но есть согласие, что должно _AG записано в виде:

A_{\mathrm {G} }=\;\lambda _{\mathrm {R} }A_{0}

где λ _R — поправочный коэффициент, зависящий от материала, который обычно имеет порядок 0,5, а A ₀ — универсальная константа, определяемая формулой ^[29]

A_{0}={4\pi mk^{2}q_{\text{e}} \over h^{3}}=1.20173\times 10^{6}\,\mathrm {A{\cdot }m^{-2}{\cdot }K^{-2}}

где $m$ и $-q_{\text{e}}$ - масса и заряд электрона соответственно, а $h$ — постоянная Планка .

Фактически, примерно к 1930 году было достигнуто соглашение, что из-за волнообразной природы электронов некоторая часть вылетающих _{электронов} будет отражаться, когда они достигнут поверхности эмиттера, поэтому плотность эмиссионного тока будет уменьшена, и λ _R будет иметь значение 1 − r _av . Так, иногда можно встретить уравнение термоэлектронной эмиссии, записанное в виде:

J=(1-r_{\mathrm {av} })\lambda _{\text{B}}A_{0}T^{2}\mathrm {e} ^{-W \over kT}

.

Однако современная теоретическая трактовка Модиноса предполагает, что зонную структуру необходимо также учитывать излучающего материала. Это введет второй поправочный коэффициент λ _B в λ _R , что даст $A_{\mathrm {G} }=\lambda _{\mathrm {B} }(1-r_{\mathrm {av} })A_{0}$ . Экспериментальные значения «обобщенного» коэффициента A _G обычно имеют порядок A ₀ , но существенно различаются между разными излучающими материалами и могут различаться между разными кристаллографическими гранями одного и того же материала. По крайней мере качественно, эти экспериментальные различия можно объяснить различиями в величине λ _R .

В литературе в этой области существует значительная путаница, поскольку: (1) многие источники не делают различия между A _G и A ₀ , а просто используют без разбора символ A (а иногда и название «константа Ричардсона»); (2) уравнения с поправочным коэффициентом, обозначенным здесь как λ _R, и без него , имеют одно и то же имя; и (3) для этих уравнений существуют различные названия, в том числе «уравнение Ричардсона», «уравнение Душмана», «уравнение Ричардсона-Душмана» и «уравнение Ричардсона-Лауэ-Душмана». В литературе элементарное уравнение иногда приводится в обстоятельствах, когда обобщенное уравнение было бы более уместным, и это само по себе может вызвать путаницу. Чтобы избежать недоразумений, значение любого символа типа «А» всегда должно быть явно определено с точки зрения более фундаментальных величин.

Из-за экспоненциальной функции ток быстро увеличивается с температурой, kT меньше W. когда ^{[ нужны дальнейшие объяснения ]} (Практически для каждого материала плавление происходит задолго до того, как kT = W. )

Недавно закон термоэлектронной эмиссии был пересмотрен для 2D-материалов в различных моделях. ^[30]^[31]^[32]

Эмиссия Шоттки

В устройствах электронной эмиссии, особенно в электронных пушках , термоэлектронный эмиттер электронов будет смещен отрицательно по отношению к окружающей среде. Это создает электрическое поле величиной E на поверхности эмиттера. Без поля поверхностный барьер, видимый убегающим электроном с уровня Ферми, имеет высоту W, равную локальной работе выхода. Электрическое поле снижает поверхностный барьер на величину Δ W и увеличивает ток эмиссии. Это известно как эффект Шоттки (названный в честь Уолтера Х. Шоттки ) или усиленная полем термоэлектронная эмиссия. Его можно смоделировать простой модификацией уравнения Ричардсона, заменив W на ( W − Δ W ). Это дает уравнение ^[33]^[34]

J(E,T,W)=A_{\mathrm {G} }T^{2}e^{-(W-\Delta W) \over kT}

\Delta W={\sqrt {{q_{\text{e}}}^{3}E \over 4\pi \epsilon _{0}}},

где ε ₀ — электрическая постоянная (также называемая диэлектрической проницаемостью вакуума ).

Эмиссия электронов, которая происходит в режиме поля и температуры, к которому применяется это модифицированное уравнение, часто называется эмиссией Шоттки . Это уравнение относительно точное для напряженности электрического поля ниже примерно 10 ⁸ V⋅m ⁻¹. Для напряженности электрического поля выше 10 ⁸ V⋅m ⁻¹, так называемое туннелирование Фаулера-Нордгейма (ФН) начинает вносить значительный вклад в ток эмиссии. В этом режиме комбинированные эффекты усиленной полем термоэлектронной эмиссии и автоэмиссии можно смоделировать с помощью уравнения Мерфи-Гуда для термополевой (ТФ) эмиссии. ^[35] В еще более высоких полях туннелирование ФН становится доминирующим механизмом эмиссии электронов, и эмиттер работает в так называемом режиме «электронной эмиссии в холодном поле (CFE)» .

Термоэлектронная эмиссия также может быть усилена за счет взаимодействия с другими формами возбуждения, такими как свет. ^[36] Например, возбужденные пары цезия (Cs) в термоэмиссионных преобразователях образуют кластеры Cs- ридберговского вещества , что приводит к уменьшению эмиссионной работы выхода коллектора с 1,5 эВ до 1,0–0,7 эВ. Из-за долгоживущей природы ридберговского вещества эта низкая работа выхода остается низкой, что существенно увеличивает эффективность низкотемпературного преобразователя. ^[37]

Фотонно-усиленная термоэлектронная эмиссия

Фотонно-усиленная термоэлектронная эмиссия (PETE) — это процесс, разработанный учеными из Стэнфордского университета , который использует как свет, так и тепло Солнца для выработки электроэнергии и повышает эффективность производства солнечной энергии более чем в два раза по сравнению с нынешним уровнем. Устройство, разработанное для этого процесса, достигает максимальной эффективности при температуре выше 200 °C, в то время как большинство кремниевых солнечных элементов становятся инертными после достижения температуры 100 °C. Такие устройства лучше всего работают в параболических тарельчатых коллекторах, температура которых достигает до 800 °C. команда использовала полупроводник из нитрида галлия Хотя в своем экспериментальном устройстве , она утверждает, что использование арсенида галлия может повысить эффективность устройства до 55–60 процентов, что почти в три раза выше, чем у существующих систем. ^[38]^[39] и на 12–17 процентов больше, чем существующие 43-процентные многопереходные солнечные элементы. ^[40]^[41]

См. также

Ссылки

^
Беккерель, Эдмон (1853). «Исследования по электропроводности газов при высоких температурах» . Comptes Rendus (на французском языке). 37 :20–24.
- Отрывок переведен на английский язык: Беккерель, Э. (1853). «Исследования по электропроводности газов при высоких температурах» . Философский журнал . 4-я серия. 6 : 456–457.
^ Пакстон, Уильям Фрэнсис (18 апреля 2013 г.). Термоэлектронно-эмиссионные свойства пленок поликристаллического алмаза с включенным азотом (PDF) (кандидатская диссертация). Университет Вандербильта. hdl : 1803/11438 . Архивировано из оригинала 23 ноября 2016 г. Проверено 16 декабря 2022 г.
^ «Термоэмиссионный преобразователь энергии» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 23 ноября 2016 г. Проверено 22 ноября 2016 г.
^ Гатри, Фредерик (октябрь 1873 г.). «О связи тепла и статического электричества» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 4-й. 46 (306): 257–266. дои : 10.1080/14786447308640935 . Архивировано из оригинала 13 января 2018 г.
^ Гатри, Фредерик (13 февраля 1873 г.). «О новом соотношении тепла и электричества» . Труды Лондонского королевского общества . 21 (139–147): 168–169. дои : 10.1098/rspl.1872.0037 . Архивировано из оригинала 13 января 2018 года.
^ Ричардсон, Огайо (2003). Термоэлектронная эмиссия горячих тел . Издательство Уэксфордского колледжа . п. 196. ИСБН 978-1-929148-10-3 . Архивировано из оригинала 31 декабря 2013 г.
^ Хитторф, В. (1869). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 2-я серия (на немецком языке). 136 (1): 1–31. Бибкод : 1869АнП...212....1H . дои : 10.1002/andp.18692120102 .
^ Хитторф, В. (1869). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 2-я серия (на немецком языке). 136 (2): 197–234. Бибкод : 1869АнП...212..197H . дои : 10.1002/andp.18692120203 .
^ Хитторф, В. (1874). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии (на немецком языке). Том Джубала (юбилейный том): 430–445. Архивировано из оригинала 13 января 2018 г.
^ Хитторф, В. (1879). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 3-я серия (на немецком языке). 7 (8): 553–631. Бибкод : 1879АнП...243..553H . дои : 10.1002/andp.18792430804 .
^ Хитторф, В. (1883). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 3-я серия (на немецком языке). 20 (12): 705–755. дои : 10.1002/andp.18832561214 .
^ Хитторф, В. (1884). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 3-я серия (на немецком языке). 21 (1): 90–139. Бибкод : 1884АнП...257...90Х . дои : 10.1002/andp.18842570105 .
^ Э. Гольдштейн (1885) «Об электропроводности в вакууме». Архивировано 13 января 2018 г. в Wayback Machine (Об электропроводности в вакууме) Анналы физики и химии , 3-я серия, 24 : 79–92.
^ Эльстер и Гейтель (1882) «Ueber die Electricität der Flamme» (Об электричестве пламени), Анналы физики и химии , 3-я серия, 16 : 193–222.
^ Эльстер и Гейтель (1883) «О выработке электричества путем контакта газов и раскаленных тел» , Annals of Physics and Chemistry , 3-я серия, 19 : 588–624.
^ Эльстер и Гейтель (1885) «Об униполярной проводимости нагретых газов» Анналы физики и химии , 3-я серия, 26 : 1–9.
^ Эльстер и Гейтель (1887) «Об электрификации газов раскаленными телами» Анналы физики и химии , 3-я серия, 31 : 109–127.
^ Эльстер и Гейтель (1889) «О выработке электричества путем контакта разреженного газа с электрически нагретыми проводами» Анналы физики и химии , 3-я серия, 37 : 315–329.
^ «Как японский бамбук помог Эдисону сделать лампочку» . www.amusingplanet.com . Проверено 3 июня 2024 г.
^ Джонсон, Дж. Б. (1 декабря 1960 г.). «Вклад Томаса А. Эдисона в термоэлектронику» . Американский журнал физики . 28 (9): 763–773. дои : 10.1119/1.1935997 . ISSN 0002-9505 .
^ США 307031 , Эдисон, Томас А. , «Электрический индикатор», опубликовано 21 октября 1884 г.
^ Прис, Уильям Генри (1885). «О своеобразном поведении ламп накаливания при повышении накаливания» . Труды Лондонского королевского общества . 38 (235–238): 219–230. дои : 10.1098/rspl.1884.0093 . Архивировано из оригинала 26 июня 2014 г. Прис вводит термин «эффект Эдисона» на странице 229.
^ Джозефсон, М. (1959). Эдисон . МакГроу-Хилл . ISBN 978-0-07-033046-7 .
^ Предварительная спецификация термоэмиссионного клапана была представлена 16 ноября 1904 года. В этом документе Флеминг ввел британский термин «клапан» для того, что в Северной Америке называется «вакуумной трубкой»: «Средство, которое я использую для этой цели, состоит в включение в цепь переменного тока прибора, который обеспечивает прохождение электрического тока только в одном направлении и, следовательно, представляет собой электрический клапан».
^ GB 190424850 , Флеминг, Джон Амброуз , «Усовершенствования приборов для обнаружения и измерения переменных электрических токов», опубликовано 21 сентября 1905 г.
^ США 803684 , Флеминг, Джон Амброуз , «Прибор для преобразования переменного электрического тока в непрерывный», опубликовано 7 ноября 1905 г.
^ О. О. Ричардсон (1901). «О отрицательном излучении горячей платины» . Труды Кембриджского философского общества . 11 : 286–295.
^ Хотя эмпирические данные свидетельствуют в пользу обоих $T^{1/2}\mathrm {e} ^{-b/T}$ и $T^{2}\mathrm {e} ^{-c/T}$ формы, Ричардсон предпочел последнюю, заявив, что она теоретически более обоснована. Оуэн Уилланс Ричардсон (1921). Выделение электричества горячими телами, 2-е изд . стр. 63–64.
^ Кроуэлл, CR (1965). «Константа Ричардсона термоэлектронной эмиссии в диодах с барьером Шоттки». Твердотельная электроника . 8 (4): 395–399. Бибкод : 1965SSEle...8..395C . дои : 10.1016/0038-1101(65)90116-4 .
^ С. Дж. Лян и Л. К. Анг (январь 2015 г.). «Электронная термоэлектронная эмиссия из графена и термоэлектронный преобразователь энергии». Применена физическая проверка . 3 (1): 014002. arXiv : 1501.05056 . Бибкод : 2015PhRvP...3a4002L . doi : 10.1103/PhysRevApplied.3.014002 . S2CID 55920889 .
^ YS Ang, HY Yang и LK Ang (август 2018 г.). «Универсальное масштабирование в наноразмерных латеральных гетероструктурах Шоттки». Письма о физических отзывах . 121 (5): 056802. arXiv : 1803.01771 . doi : 10.1103/PhysRevLett.121.056802 . ПМИД 30118283 . S2CID 206314695 .
^ Ю.С. Анг, Сюэйи Чен, Чуан Тан и Л.К. Анг (июль 2019 г.). «Обобщенная термоэмиссионная инжекция высокоэнергетических электронов на границе графена». Применена физическая проверка . 12 (1): 014057.arXiv : 1907.07393 . Бибкод : 2019PhRvP..12a4057A . doi : 10.1103/PhysRevApplied.12.014057 . S2CID 197430947 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
^ Кизироглу, Мэн; Ли, Х.; Жуков А.А.; Де Гроот, PAJ; Де Гроот, Швейцария (2008). «Термионная полевая эмиссия на электроосажденных барьерах Шоттки Ni-Si» (PDF) . Твердотельная электроника . 52 (7): 1032–1038. Бибкод : 2008SSEle..52.1032K . дои : 10.1016/j.sse.2008.03.002 .
^ Орлов, Дж. (2008). «Эмиссия Шоттки» . Справочник по оптике заряженных частиц (2-е изд.). ЦРК Пресс . стр. 5–6. ISBN 978-1-4200-4554-3 . Архивировано из оригинала 17 января 2017 г.
^ Мерфи, Эл.; Хорошо, Г.Х. (1956). «Термоэлектронная эмиссия, полевая эмиссия и переходная область». Физический обзор . 102 (6): 1464–1473. Бибкод : 1956PhRv..102.1464M . дои : 10.1103/PhysRev.102.1464 .
^ Мальшуков, А.Г.; Чао, штат Калифорния (2001). «Опто-термионное охлаждение в полупроводниковых гетероструктурах». Письма о физических отзывах . 86 (24): 5570–5573. Бибкод : 2001PhRvL..86.5570M . doi : 10.1103/PhysRevLett.86.5570 . ПМИД 11415303 .
^ Свенссон, Р.; Холмлид, Л. (1992). «Поверхности с очень низкой работой выхода из конденсированных возбужденных состояний: ридберовское вещество цезия». Поверхностная наука . 269/270: 695–699. Бибкод : 1992SurSc.269..695S . дои : 10.1016/0039-6028(92)91335-9 .
^ Бержерон, Л. (2 августа 2010 г.). «Новый процесс преобразования солнечной энергии, открытый инженерами Стэнфорда, может модернизировать производство солнечной энергии» . Стэнфордский отчет . Архивировано из оригинала 11 апреля 2011 года . Проверено 4 августа 2010 г.
^ Шведе, JW; и др. (2010). «Усиленная фотонами термоэлектронная эмиссия для систем солнечных концентраторов». Природные материалы . 9 (9): 762–767. Бибкод : 2010NatMa...9..762S . дои : 10.1038/nmat2814 . ПМИД 20676086 .
^ Грин, Массачусетс; Эмери, К.; Хисикава, Ю.; Варта, В. (2011). «Таблицы эффективности солнечных батарей (версия 37)» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 19 (1): 84. дои : 10.1002/пип.1088 . S2CID 97915368 .
^ Анг, Йи Син; Анг, Л.К. (2016). «Масштабирование текущей температуры для интерфейса Шоттки с непараболической дисперсией энергии». Применена физическая проверка . 6 (3): 034013. arXiv : 1609.00460 . Бибкод : 2016PhRvP...6c4013A . doi : 10.1103/PhysRevApplied.6.034013 . S2CID 119221695 .

Внешние ссылки

Как на самом деле работают электронные лампы, с разделом, посвященным термоэлектронной эмиссии, с уравнениями , john-a-harper.com.
Термоэмиссионные явления и законы, которые ими управляют , Нобелевская лекция Оуэна Ричардсона по термоэлектронике. nobelprize.org. 12 декабря 1929 г. (PDF)
Выводы уравнений термоэлектронной эмиссии из студенческой лаборатории. Архивировано 5 февраля 2012 г. на Wayback Machine , csbsju.edu.

[1] Беккерель, Эдмон (1853). «Исследования по электропроводности газов при высоких температурах» . Comptes Rendus (на французском языке). 37 :20–24.
Отрывок переведен на английский язык: Беккерель, Э. (1853). «Исследования по электропроводности газов при высоких температурах» . Философский журнал . 4-я серия. 6 : 456–457.

[2] Отрывок переведен на английский язык: Беккерель, Э. (1853). «Исследования по электропроводности газов при высоких температурах» . Философский журнал . 4-я серия. 6 : 456–457.

[2] Пакстон, Уильям Фрэнсис (18 апреля 2013 г.). Термоэлектронно-эмиссионные свойства пленок поликристаллического алмаза с включенным азотом (PDF) (кандидатская диссертация). Университет Вандербильта. hdl : 1803/11438 . Архивировано из оригинала 23 ноября 2016 г. Проверено 16 декабря 2022 г.

[3] «Термоэмиссионный преобразователь энергии» . Британская энциклопедия . Архивировано из оригинала 23 ноября 2016 г. Проверено 22 ноября 2016 г.

[4] Гатри, Фредерик (октябрь 1873 г.). «О связи тепла и статического электричества» . Лондонский, Эдинбургский и Дублинский философский журнал и научный журнал . 4-й. 46 (306): 257–266. дои : 10.1080/14786447308640935 . Архивировано из оригинала 13 января 2018 г.

[5] Гатри, Фредерик (13 февраля 1873 г.). «О новом соотношении тепла и электричества» . Труды Лондонского королевского общества . 21 (139–147): 168–169. дои : 10.1098/rspl.1872.0037 . Архивировано из оригинала 13 января 2018 года.

[6] Ричардсон, Огайо (2003). Термоэлектронная эмиссия горячих тел . Издательство Уэксфордского колледжа . п. 196. ИСБН 978-1-929148-10-3 . Архивировано из оригинала 31 декабря 2013 г.

[7] Хитторф, В. (1869). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 2-я серия (на немецком языке). 136 (1): 1–31. Бибкод : 1869АнП...212....1H . дои : 10.1002/andp.18692120102 .

[8] Хитторф, В. (1869). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 2-я серия (на немецком языке). 136 (2): 197–234. Бибкод : 1869АнП...212..197H . дои : 10.1002/andp.18692120203 .

[9] Хитторф, В. (1874). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии (на немецком языке). Том Джубала (юбилейный том): 430–445. Архивировано из оригинала 13 января 2018 г.

[10] Хитторф, В. (1879). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 3-я серия (на немецком языке). 7 (8): 553–631. Бибкод : 1879АнП...243..553H . дои : 10.1002/andp.18792430804 .

[11] Хитторф, В. (1883). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 3-я серия (на немецком языке). 20 (12): 705–755. дои : 10.1002/andp.18832561214 .

[12] Хитторф, В. (1884). «Об электропроводности газов». Анналы физики и химии . 3-я серия (на немецком языке). 21 (1): 90–139. Бибкод : 1884АнП...257...90Х . дои : 10.1002/andp.18842570105 .

[13] Э. Гольдштейн (1885) «Об электропроводности в вакууме». Архивировано 13 января 2018 г. в Wayback Machine (Об электропроводности в вакууме) Анналы физики и химии , 3-я серия, 24 : 79–92.

[14] Эльстер и Гейтель (1882) «Ueber die Electricität der Flamme» (Об электричестве пламени), Анналы физики и химии , 3-я серия, 16 : 193–222.

[15] Эльстер и Гейтель (1883) «О выработке электричества путем контакта газов и раскаленных тел» , Annals of Physics and Chemistry , 3-я серия, 19 : 588–624.

[16] Эльстер и Гейтель (1885) «Об униполярной проводимости нагретых газов» Анналы физики и химии , 3-я серия, 26 : 1–9.

[17] Эльстер и Гейтель (1887) «Об электрификации газов раскаленными телами» Анналы физики и химии , 3-я серия, 31 : 109–127.

[18] Эльстер и Гейтель (1889) «О выработке электричества путем контакта разреженного газа с электрически нагретыми проводами» Анналы физики и химии , 3-я серия, 37 : 315–329.

[19] «Как японский бамбук помог Эдисону сделать лампочку» . www.amusingplanet.com . Проверено 3 июня 2024 г.

[20] Джонсон, Дж. Б. (1 декабря 1960 г.). «Вклад Томаса А. Эдисона в термоэлектронику» . Американский журнал физики . 28 (9): 763–773. дои : 10.1119/1.1935997 . ISSN 0002-9505 .

[21] США 307031 , Эдисон, Томас А. , «Электрический индикатор», опубликовано 21 октября 1884 г.

[22] Прис, Уильям Генри (1885). «О своеобразном поведении ламп накаливания при повышении накаливания» . Труды Лондонского королевского общества . 38 (235–238): 219–230. дои : 10.1098/rspl.1884.0093 . Архивировано из оригинала 26 июня 2014 г. Прис вводит термин «эффект Эдисона» на странице 229.

[Josephson-23] Джозефсон, М. (1959). Эдисон . МакГроу-Хилл . ISBN 978-0-07-033046-7 .

[24] Предварительная спецификация термоэмиссионного клапана была представлена 16 ноября 1904 года. В этом документе Флеминг ввел британский термин «клапан» для того, что в Северной Америке называется «вакуумной трубкой»: «Средство, которое я использую для этой цели, состоит в включение в цепь переменного тока прибора, который обеспечивает прохождение электрического тока только в одном направлении и, следовательно, представляет собой электрический клапан».

[25] GB 190424850 , Флеминг, Джон Амброуз , «Усовершенствования приборов для обнаружения и измерения переменных электрических токов», опубликовано 21 сентября 1905 г.

[26] США 803684 , Флеминг, Джон Амброуз , «Прибор для преобразования переменного электрического тока в непрерывный», опубликовано 7 ноября 1905 г.

[27] О. О. Ричардсон (1901). «О отрицательном излучении горячей платины» . Труды Кембриджского философского общества . 11 : 286–295.

[28] Хотя эмпирические данные свидетельствуют в пользу обоих $T^{1/2}\mathrm {e} ^{-b/T}$ и $T^{2}\mathrm {e} ^{-c/T}$ формы, Ричардсон предпочел последнюю, заявив, что она теоретически более обоснована. Оуэн Уилланс Ричардсон (1921). Выделение электричества горячими телами, 2-е изд . стр. 63–64.

[Crowell-29] Кроуэлл, CR (1965). «Константа Ричардсона термоэлектронной эмиссии в диодах с барьером Шоттки». Твердотельная электроника . 8 (4): 395–399. Бибкод : 1965SSEle...8..395C . дои : 10.1016/0038-1101(65)90116-4 .

[30] С. Дж. Лян и Л. К. Анг (январь 2015 г.). «Электронная термоэлектронная эмиссия из графена и термоэлектронный преобразователь энергии». Применена физическая проверка . 3 (1): 014002. arXiv : 1501.05056 . Бибкод : 2015PhRvP...3a4002L . doi : 10.1103/PhysRevApplied.3.014002 . S2CID 55920889 .

[31] YS Ang, HY Yang и LK Ang (август 2018 г.). «Универсальное масштабирование в наноразмерных латеральных гетероструктурах Шоттки». Письма о физических отзывах . 121 (5): 056802. arXiv : 1803.01771 . doi : 10.1103/PhysRevLett.121.056802 . ПМИД 30118283 . S2CID 206314695 .

[32] Ю.С. Анг, Сюэйи Чен, Чуан Тан и Л.К. Анг (июль 2019 г.). «Обобщенная термоэмиссионная инжекция высокоэнергетических электронов на границе графена». Применена физическая проверка . 12 (1): 014057.arXiv : 1907.07393 . Бибкод : 2019PhRvP..12a4057A . doi : 10.1103/PhysRevApplied.12.014057 . S2CID 197430947 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )

[33] Кизироглу, Мэн; Ли, Х.; Жуков А.А.; Де Гроот, PAJ; Де Гроот, Швейцария (2008). «Термионная полевая эмиссия на электроосажденных барьерах Шоттки Ni-Si» (PDF) . Твердотельная электроника . 52 (7): 1032–1038. Бибкод : 2008SSEle..52.1032K . дои : 10.1016/j.sse.2008.03.002 .

[Orloff-34] Орлов, Дж. (2008). «Эмиссия Шоттки» . Справочник по оптике заряженных частиц (2-е изд.). ЦРК Пресс . стр. 5–6. ISBN 978-1-4200-4554-3 . Архивировано из оригинала 17 января 2017 г.

[35] Мерфи, Эл.; Хорошо, Г.Х. (1956). «Термоэлектронная эмиссия, полевая эмиссия и переходная область». Физический обзор . 102 (6): 1464–1473. Бибкод : 1956PhRv..102.1464M . дои : 10.1103/PhysRev.102.1464 .

[36] Мальшуков, А.Г.; Чао, штат Калифорния (2001). «Опто-термионное охлаждение в полупроводниковых гетероструктурах». Письма о физических отзывах . 86 (24): 5570–5573. Бибкод : 2001PhRvL..86.5570M . doi : 10.1103/PhysRevLett.86.5570 . ПМИД 11415303 .

[37] Свенссон, Р.; Холмлид, Л. (1992). «Поверхности с очень низкой работой выхода из конденсированных возбужденных состояний: ридберовское вещество цезия». Поверхностная наука . 269/270: 695–699. Бибкод : 1992SurSc.269..695S . дои : 10.1016/0039-6028(92)91335-9 .

[38] Бержерон, Л. (2 августа 2010 г.). «Новый процесс преобразования солнечной энергии, открытый инженерами Стэнфорда, может модернизировать производство солнечной энергии» . Стэнфордский отчет . Архивировано из оригинала 11 апреля 2011 года . Проверено 4 августа 2010 г.

[39] Шведе, JW; и др. (2010). «Усиленная фотонами термоэлектронная эмиссия для систем солнечных концентраторов». Природные материалы . 9 (9): 762–767. Бибкод : 2010NatMa...9..762S . дои : 10.1038/nmat2814 . ПМИД 20676086 .

[40] Грин, Массачусетс; Эмери, К.; Хисикава, Ю.; Варта, В. (2011). «Таблицы эффективности солнечных батарей (версия 37)» . Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 19 (1): 84. дои : 10.1002/пип.1088 . S2CID 97915368 .

[41] Анг, Йи Син; Анг, Л.К. (2016). «Масштабирование текущей температуры для интерфейса Шоттки с непараболической дисперсией энергии». Применена физическая проверка . 6 (3): 034013. arXiv : 1609.00460 . Бибкод : 2016PhRvP...6c4013A . doi : 10.1103/PhysRevApplied.6.034013 . S2CID 119221695 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

v т и Термоэмиссионные клапаны
Theoretical principles	Thermionic emission Work function Hot cathode Space charge Control grid Suppressor grid Anode Glowing anode Getter
Types	Diode Audion Triode Acorn tube Nuvistor Tetrode Beam tetrode Pentode Pentagrid (Hexode, Heptode, Octode) Nonode Cathode-ray tube Additron Backward-wave oscillator Beam deflection tube Charactron Compactron Eidophor Iconoscope Inductive output tube Kinescope Klystron Magic eye Magnetron Monoscope Phototube Photomultiplier Selectron tube Storage tube Sutton tube Talaria projector Traveling-wave tube Trochotron Video camera tube Williams tube Fleming valve
Numbering systems	RMA RETMA Marconi-Osram Mullard–Philips JIS Russian
Examples	List of vacuum tubes List of tube sockets

v т и Томас Эдисон
Discoveries and inventions	List of Edison patents Carbon microphone Edison's Phonograph Doll Edison screw Etheric force Kinetoscope Phonograph Phonomotor Quadruplex telegraph Tasimeter
Advancements	Consolidated Edison Edison–Lalande cell Fluoroscopy Incandescent light bulb Movie camera Nickel–iron battery Thermionic emission Ticker tape
Ventures	Thomas A. Edison, Inc. Edison and Swan Electric Light Company Edison Gower-Bell Telephone Company of Europe Edison Illuminating Company Edison Machine Works Edison Manufacturing Company Edison Ore-Milling Company Edison Portland Cement Company Edison Records Edison Storage Battery Company Edison Studios General Electric Motion Picture Patents Company Mine Safety Appliances Oriental Telephone Company
Monuments	Birthplace Black Maria Depot Museum Memorial Tower and Museum National Historical Park State Park Storage Battery Company Building General Electric Research Laboratory Winter Estates
Family	Charles Edison (son) Theodore Miller Edison (son)
Films	Young Tom Edison (1940) Edison, the Man (1940) "The Wizard of Evergreen Terrace" (1998) The Current War (2017) Tesla (2020)
Literature	The Future Eve (1886) Edison's Conquest of Mars (1898) Tales from the Bully Pulpit (2004)
Productions	The Execution of Mary Stuart (1895) The Kiss (1896) Frankenstein (1910) A Night of Terror (1911) Kidnapped (1917)
Terms	Edisonade Edisonian approach
Related	Thomas Edison in popular culture War of the currents Pearl Street Station Edison Museum Thomas Edison House Edison Hotel Telephonoscope Statue of Thomas Edison Thomas Alva Edison silver dollar