Работа выхода, энергия, затрачиваемая на удаление электрона из твёрдого тела или жидкости в вакуум. Переход электрона из вакуума в конденсированную среду сопровождается выделением энергии, равной Работа выхода Следовательно, Работа выхода является мерой связи электрона с конденсированной средой; чем меньше Работа выхода, тем легче происходит эмиссия электронов. Поэтому, например, плотность тока термоэлектронной эмиссии или автоэлектронной эмиссии (см. Туннельная эмиссия ) экспоненциально зависит от Работа выхода
Работа выхода наиболее полно изучена для проводников, особенно для металлов . Она зависит от кристаллографической структуры поверхности. Чем плотнее «упакована» грань кристалла, тем выше Работа выхода j. Например, для чистого вольфрама j = 4,3 эв для граней {116} и 5,35 эв для граней {110}. Для металлов возрастание (усреднённых по граням) j приблизительно соответствует возрастанию потенциала ионизации. Наименьшие Работа выхода (2 эв) свойственны щелочным металлам (Cs, Rb, К), а наибольшие (5,5 эв) - металлам группы Pt.
Работа выхода чувствительна к дефектам структуры поверхности. Наличие на плотноупакованной грани собственных неупорядоченно расположенных атомов уменьшает j. Ещё более резко j зависит от поверхностных примесей: электроотрицательные примеси (кислород, галогены, металлы с j, большей, чем j подложки) обычно повышают j, а электроположительные - понижают. Для большинства электроположительных примесей (Cs на W, Tn на W, Ba на W) наблюдается снижение Работа выхода, которая достигает при некоторой оптимальной концентрации примесей noпт минимального значения, более низкого, чем j основного металла; при n » 2noпт Работа выхода становится близкой к j металла покрытия и далее не изменяется (см. рис.). Величине noпт соответствует упорядоченный, согласованный со структурой подложки слой атомов примеси, как правило, с заполнением всех вакантных мест; а величине 2noпт - плотный моноатомный слой (согласование со структурой подложки нарушено). Т. о., Работа выхода по крайней мере для материалов с металлической электропроводностью определяется свойствами их поверхности.
Электронная теория металлов рассматривает Работа выхода как работу, необходимую для удаления электрона с Ферми уровня в вакуум. Современная теория не позволяет пока точно вычислить j для заданных структур и поверхностей. Основные сведения о значениях j даёт эксперимент. Для определения j используют эмиссионные или контактные явления (см. Контактная разность потенциалов ).
Знание Работа выхода существенно при конструировании электровакуумных приборов , где используется эмиссия электронов или ионов, а также в таких, например, устройствах, как термоэлектронные преобразователи энергии.
Лит.: Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В., Эмиссионная электроника, М., 1966; Зандберг Э. Я., Ионов Н. И., Поверхностная ионизация, М., 1969.
В. Н. Шредник.