Efecto Schottky

El efecto Schottky o emisión termoiónica mejorada por campo es un fenómeno de la física de la materia condensada que recibe su nombre de Walter H. Schottky . En los dispositivos de emisión de electrones, especialmente en los cañones de electrones , el emisor termoiónico de electrones se polariza negativamente con respecto a su entorno. Esto crea un campo eléctrico de magnitud F en la superficie del emisor. Sin el campo, la barrera superficial que ve un electrón que escapa del nivel de Fermi tiene una altura W igual a la función de trabajo local. El campo eléctrico reduce la barrera superficial en una cantidad ΔW y aumenta la corriente de emisión. Se puede modelar mediante una simple modificación de la ecuación de Richardson , reemplazando W por ( W  −  ΔW ). Esto da la ecuación ^{[ 1 ] [ 2 ]} .

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

${\displaystyle \Delta W={\sqrt {q_{e}^{3}F \over 4\pi \epsilon _{0}}},}$

donde J es la densidad de corriente de emisión , T es la temperatura del metal, W es la función de trabajo del metal, k es la constante de Boltzmann , q _e es la carga elemental , ε ₀ es la permitividad del vacío y A _G es el producto de una constante universal A ₀ multiplicada por un factor de corrección específico del material λ _R que suele ser del orden de 0,5. La expresión a veces se escribe como${\displaystyle [q_{e}F/(4\pi \epsilon _{0})]^{1/2}}$, en cuyo caso${\displaystyle \Delta W}$se expresa como un voltaje.

^La emisión de electrones que tiene lugar en el régimen de campo y temperatura donde se aplica esta ecuación modificada se denomina a menudo emisión Schottky . Esta ecuación es relativamente precisa para intensidades de campo eléctrico inferiores a unos ^10⁸ V  m⁻¹ . Para intensidades de campo eléctrico superiores a ^10⁸ V m⁻¹ , el llamado efecto túnel de Fowler-Nordheim (FN) comienza a contribuir a una corriente de emisión significativa. En este régimen, los efectos combinados de la emisión termoiónica y de campo mejorada por el campo pueden modelarse mediante la ecuación de Murphy-Good para la emisión termo-campo (TF). ^{[ 3 ] A} campos aún más altos, el efecto túnel de FN se convierte en el mecanismo de emisión de electrones dominante, y el emisor opera en el régimen denominado "emisión de electrones de campo frío (CFE)" . 

La emisión termoiónica también puede mejorarse mediante la interacción con otras formas de excitación, como la luz. ^{[ 4 ]} Por ejemplo, los vapores de Cs excitados en los convertidores termoiónicos forman cúmulos de materia de Cs-Rydberg que producen una disminución de la función de trabajo de emisión del colector de 1,5 eV a 1,0–0,7 eV. Debido a la naturaleza de larga vida de la materia de Rydberg, esta baja función de trabajo se mantiene baja, lo que esencialmente aumenta la eficiencia del convertidor de baja temperatura. ^{[ 5 ]}

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