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真空能階

真空能級在物理學中有兩種主要的描述方式:

表面真空能級(馬ac(s)):

定義:在有限尺寸樣品中,電子在給定位置的勢能參考點,此處電子與材料表面的吸引力可以忽略不計。

特點:對於金屬而言,這是電子所受到的金屬鏡像力為零的位置。

重要性:表面真空能級是材料表面的特徵,對材料表面的電偶極非常敏感,與固體的原子結構、化學結構以及原子的外層電子結構相關。

無限遠處真空能級(Fvac(∞)):

定義:在距離固體表面無限遠處靜止電子的能量。

特點:雖然是一個常數,但在實驗中是不可獲得的。

理論計算:通過扣除所有靜電作用(包括偶極)對電勢的影響,可以獲得無限遠處真空能級。

真空能級的套用:

電子親和勢:指從真空能級到導帶底的能量差,它與材料的基本電子結構相關。

功函式:從費米能級到真空能級的能量差,表示從半導體費米能級移去一個電子所需的能量。

真空的套用範圍:

低真空:套用於壓力差的利用,如吸塵器和真空吸盤。

中真空:用於排除物料中的氣體或水分,製造燈泡和真空冶金等。

高真空:用於熱絕緣、電絕緣,以及避免分子電子、離子碰撞的場合,如電子管和加速器。

超高真空:套用於表面科學研究,如摩擦、粘附和發射等。

通過以上分析,我們可以看到真空能級不僅在物理學中有其重要的理論基礎,也在實際套用中發揮著關鍵作用。