Модель потенциальной ямы Шоттки
Электроны проводимости могут свободно двигаться внутри кристалла, а также внутри конгломерата кристаллитов, тогда как выход из металла в окружающий газ или в вакуум им запрещен. Это непосредственно следует из представленного на рис.
П2. изменения потенциала внутри (в данном случае одномерного) кристалла. На обоих концах атомной цепочки спад потенциала уже не выравнивается соседним атомом и поэтому проявляется в полной мере. Таким образом, как и в случае свободного атома, потенциал достигает на поверхности металла нулевого значения. Чтобы преодолеть этот потенциальный барьер у поверхности и выйти в вакуум, свободный электрон должен совершить определенную работу. Это работа выхода Wa = eUa. Она составляет по порядку величины несколько электронвольт. Описанное положение можно наглядно представить с помощью предложенной Шоттки модели потенциальной ямы. Для рассмотрения вопросов, связанных с эмиссией электронов, можно сначала в первом приближении заменить периодически изменяющийся внутри кристалла потенциал постоянным. Если внешнему пространству приписать нулевой потенциал, то изменение потенциала j(x) в сечении металлического образца будет выглядеть так, как это схематически представлено на рис. П5.
Рис. П5. Модель распределения потенциала в металле по Шоттки (потенциальная яма)
Потенциал имеет вид ямы, края которой изогнуты под прямым углом, а на значительном расстоянии от ямы потенциал равен нулю. Расстояние от дна ямы является мерой кинетической энергии e электронов. Поскольку при Т = 0 распределение Ферми характеризуется четкой верхней границей e = m для кинетической энергии электронов, «электронный газ» может заполнить яму только до этого уровня. Однако при более высоких температурах распределение по энергиям будет расплываться, так что по мере увеличения Т все возрастающее число электронов будет обладать энергией, превышающей m.