本质接触电位差英文解释翻译、本质接触电位差的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 intrinsic-contact potential diffe-rence
分词翻译:
本质的英语翻译:
essence; genius; inbeing; essentiality; substance
【医】 entity
接触电位差的英语翻译:
【化】 contact potential difference
专业解析
本质接触电位差(Intrinsic Contact Potential Difference),在电学和材料科学领域,是指两种不同的导体或半导体材料在理想、清洁状态下直接接触时,由于它们固有的物理属性(主要是功函数差异)而在接触界面处自发形成的电势差。其英文对应术语常为Contact Potential Difference (CPD) 或更具体地指Volta Potential Difference。
其核心含义和机制如下:
-
物理基础 - 功函数差异:
- 每种材料都有其特定的功函数。功函数是指将一个电子从材料内部(费米能级)移动到材料外部真空中所需的最小能量。不同材料的功函数通常不同。
- 当两种功函数不同的材料A和B紧密接触时,为了达到热力学平衡状态(即整个系统的费米能级必须拉平),电子会自发地从功函数较低的材料(更容易失去电子)流向功函数较高的材料(更难失去电子)。
- 这种电子转移导致功函数较低的材料因失去电子而带正电,功函数较高的材料因获得电子而带负电。电荷主要分布在接触界面附近极薄的区域(形成所谓的偶电层)。
- 这种电荷分离就在接触界面两侧建立了一个电势差,即本质接触电位差(VCPD)。其大小理论上等于两种材料功函数之差除以电子电荷: VCPD = (ΦB - ΦA) / e , 其中 ΦA 和 ΦB 分别是材料A和B的功函数,e是电子电荷量。
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关键特征:
- 固有性: 它源于接触材料本身的固有属性(功函数),是接触的必然结果,无需外加电压。
- 平衡态现象: 它是在两种材料接触并达到热力学平衡后稳定存在的电势差。
- 无净电流: 在平衡状态下,接触电位差的存在阻止了电子的进一步净流动,因此不会产生持续的电流。
- 影响器件行为: 在半导体器件(如pn结、肖特基二极管、MOSFET)和纳米电子学中,接触电位差是决定能带弯曲、势垒高度和器件电学特性的关键内在因素。
权威参考来源方向:
- 经典物理学/电动力学教材: 如 David J. Griffiths 的《Introduction to Electrodynamics》会在讨论静电学和导体边界条件时涉及相关概念。
- 固体物理学教材: 如 Charles Kittel 的《Introduction to Solid State Physics》或 Neil W. Ashcroft & N. David Mermin 的《Solid State Physics》会深入解释功函数、费米能级以及金属和半导体接触时的能带理论,这是理解接触电位差的基础。
- 半导体器件物理教材: 如 Donald A. Neamen 的《Semiconductor Physics and Devices》或 Simon M. Sze 的《Physics of Semiconductor Devices》会详细讨论金属-半导体接触(肖特基接触)中的接触电位差(即内置电势差的一部分)及其对器件性能的影响。
- 表面科学专著/期刊: 研究表面电势和功函数测量的技术(如开尔文探针力显微镜 Kelvin Probe Force Microscopy, KPFM)会深入探讨接触电位差的测量和应用。
- 标准组织文件: 如国际电工委员会(IEC)或美国材料与试验协会(ASTM)关于功函数或表面电势测量的标准中会明确定义相关术语。
网络扩展解释
关于“本质接触电位差”这一术语,目前公开资料中未明确提及,但结合“接触电位差”的相关定义和形成原理,可推测其含义可能指向两种不同材料接触时产生的电势差的根本原因或基本特性。以下是综合解释:
1.基础定义
接触电位差(接触电势差)是指两种不同材料接触时,由于电子转移在界面处形成的电位差。这种差异来源于材料表面态密度、电子逸出功等特性的不同()。例如金属与半导体接触时,电子会从逸出功较低的材料流向较高的材料,形成双电层结构,从而产生电势差。
2.形成本质
其本质是由于:
- 电子转移:不同材料的原子得失电子能力不同,接触时发生电子迁移()。
- 双电层效应:界面两侧形成符号相反、电荷量相等的电层,产生内建电场()。
- 费米能级差异:两种材料的费米能级需在接触后达到平衡,导致电势差(物理学原理)。
3.应用领域
- 电子器件:如半导体器件中的PN结、金属-半导体接触()。
- 电化学:电池和电解反应中不同电极材料的接触电势差影响电流方向。
- 工程安全:电力系统中接地故障时,设备外壳与地面不同点间的接触电位差可能威胁人身安全()。
4.与其他概念的区别
- 跨步电位差:特指地面上水平两点间的电位差(如0.8米间距),多用于电力系统安全()。
- 电压/电势差:更广义的电位差异,不特指接触界面()。
若用户提到的“本质接触电位差”指向基本原理,则其核心是材料接触时因电子转移和双电层形成的电势差。具体定义需结合上下文,不同领域(如材料科学、电力工程)可能有侧重。建议参考专业文献或标准(如)进一步确认术语使用场景。
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