Fotoelektron emissiya va uning qo`llanishi reja

5. Yarim o’tkazgichlardagi fotoelektron emissiya
Metallarda fotoelektron emissiya tajribalaridan aniqlangan chiqish ishi termoelektron emissiya ning kattaligi bilan mos keladi. Ammo yarim o’tkazgichlarda fotoelektron chiqish ishi hamma vaqt termoelektron chiqish ishidan katta bo’ladi. Bu xususiy yarim o’tkazgich yoki dielektriklarda elektronlarning vakuumga chiqishi mumkin bo’lgan eng yuqorigi energetik sath valent zona tepasiga to’g’ri keladi. Xususiy yarim o’tkazgichlarning o’rtasida joylashgan Fermi sathi da elektronlar bo’lmaydi. Shuning uchun qaralayotgan hol uchun fotoelektron emissiyaning qizil chegarasi vakuum sathi (E=0) va valent zonasi yuqorigi sathiga to’g’ri keluvchi energiyalar farqiga teng bo’ladi (8-rasm)
8-rasm,(19) bu yerda - taqiqlangan zona kengligi, -elektronga moyillik
Yarim o’tkazgich yoki dielektirikni uyg’ota oluvchi fotonlarning minimal energiyasi ga teng (8-a-rasm). Bundan ning berilgan qiymatida fotoelektron emissiya effektivligi elektronga moyillik bilan aniqlanishi kelib chiqadi.
Turli yarim o’tkazgich va kristallarda ning qiymati eV ning bir necha o’ndan bir ulushlaridagi bir necha eV qadar bo’ladi. Aytilganlarga asosan vakuumga o’tkazuvchanlik zonasiga o’tgan va emitter sirtiga balandligi ga teng bo’lgan potentsial to’siqni yenga oladigan, ya’ni yetarlicha “issiq” elektronlargina chiqishi mumkin. Yarim o’tkazgich sirtiga katta dipol momentiga ega bo’lgan molekulalarning ( …) monoqatlamini surkash yoki elektro musbat atomlar (Masalan: Cs ishqoriy metalining atomlarini) monoatom pardasini hosil qilish yordamida elektronga moyillikni pasaytirish fotoelektron emissiyaning kvant chiqishini sezilarli oshiradi. Nolga teng bo’lgan yoki manfiy elektronga moyillik hosil qilinsa, kvant chiqish juda sezilarli ravishda ortadi. Manfiy elektronga moyillik sharti amalga oshirilganda, vakuumga nafaqat “issiq” elektronlar, balki energiyasi o’tkazuvchanlik zonasi tubidan kT uzoqlikdagi intervalda yotuvchi termallashgan (“sovuq”) elektronlar ham chiqishi mumkin. Bunday elektronlarning chiqish chuqurligi ularining diffuzion uzunligiga (bir necha mikrometr tartibida) teng bo’ladi, ya’ni u “issiq” elektronlarning chiqish chuqurligidan 15-16 nm va yarim o’tkazgichlardan yorug’likning yutilish chuqurligidan ancha katta bo’ladi.
Manfiy elektronga moyillik hosil qilish uchun p-tipli yarim o’tkazgichlardan foydalaniladi. Bunda bu yarim o’tkazgichni kuchli legerlaganimizda (akseptor aralashmalar konsentratsiyasi ~10¹⁸ 10¹⁹ sm^-3) Fermi sathi valent zonasi tepasi bilan ustma-ust (yoki deyarli ustma-ust) tushadi.