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SURFACE PHÉNOMÈNES DE

3.  Propriétés électroniques

Tout comme la structure géométrique, la structure électronique de surface d'un solide est différente de celle du volume. En fait, les deux structures sont intimement liées, car l'énergie de surface dépend de l'agencement électronique.

La distribution électronique en surface introduit un moment dipolaire qui modifie le travail de sortie des électrons. Pour la surface uniforme d'un conducteur, le travail est représenté par la différence de potentiel entre le niveau de Fermi EF (le potentiel électrochimique des électrons à l'intérieur du solide) et le niveau du vide proche de la surface, à l'intérieur du matériau et à une distance telle que la force image soit devenue négligeable. L'émission thermoïonique d'électrons suit la loi de Richardson-Dushman :

où i est la densité de courant maximale (saturation) émise par le matériau dans un champ faible à la température T ; r, le coefficient de réflexion des électrons à la surface pour un champ appliqué nul ; A est une constante universelle égale à :

Le travail de sortie Φ est une grandeur physique qui est très sensible à l'adsorption d'atomes étrangers sur la surface. Sa variation est donnée par la relation :

où μ est le moment dipolaire d'un atome adsorbé ; na, la densité par unité de surface d'atomes adsorbés ; ns, la densité correspondant à une monocouche complète et α la polarisabilité de l'adsorbat. Pour n≃ ns, ΔΦ est de l'ordre du volt. Par exemple, pour un tiers de monocouche de césium adsorbé sur le tungstène, le travail de sortie du tungstène est abaissé d'environ 2 volt […]

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Pour citer cet article

Jean-François JOANNY, Jean SUZANNE, « SURFACE PHÉNOMÈNES DE  », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le  . URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/phenomenes-de-surface/

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