半導体用語集
電界放射
英語表記：field emission
金属や半導体の表面に強い電場（ ≥ 10⁸ V・m⁻¹ ）を加えると電子が放出される現象。電界放出ともいう。常温では表面から電子が放出されることはほとんどない。これは常温における大部分の自由電子の熱運動エネルギーが、物質表面の仕事関数よりも小さいためである。しかし、導体または半導体の針状試科の先端に10⁷ V/cm 程度以上の強い電場をかけると、電子が表面付近の薄いポテンシャル障壁をトンネル効果で透過し、常温でも放出される現象のこと。電場をE、試料の仕事関数をΦとすると、電界放出による電流密度は、
J = CE² exp (- D/E) ( A/m⁻²)
で与えられる。Eは電場である。この式はファウラー・ノルドハイム（Fowler-Nordheim）の式である。C、Dは物質により決まる定数、Dは主に仕事関数により決まる。電界放出の特徴は温度に無関係であることである。
観察に応用した例として、放出強度が仕事関数の違いを敏感に反映することを用いて、針先端部の表面状態に対応する明暗像を10⁶ 倍程度に拡大して対極スクリーン上に写すこと（電界電子顕微鏡）が行われている。
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