Ավտոէլեկտրոնային հոսք

Էլեկտրոնների սառը արտահոսք (էմիսիա), ավտոէլեկտրոնային հոսք (էմիսիա), թունելային էմիսիա, դաշտի էլեկտրոնների էմիսիա (Կաղապար:Lang-en), մետաղներում ազատ էլեկտրոնների առաքումը՝ էլեկտրաստատիկ դաշտի ազդեցությամբ՝ առանց նախապես էլեկտրոնները գրգռելու և էլեկտրոնների վրա ելքի աշխատանք ծախսելու։ Էլեկտրոնների սառը արտահոսքի ամենատարածված ձևը էլեկտրոնների առաքումն է պինդ մետաղական մակերևույթից վակուում, կամ այլ դիէլեկտրիկական միջավայր։ Այնուհանդերձ, հնարավոր է նաև էլեկտրոնների առաքումը հեղուկ մակերևույթներից։ Էլեկտրաստատիկ դաշտի ազդեցության հետևանքով էլեկտրոնների անցումը կիսահաղորդչի վալենտականության գոտուց հաղորդականության գոտի նույնպես սառը արտահոսքի երևույթ է։

Էլեկտրոնների արտահոսքի երևույթը բացատրվում է թունելային երևույթի միջոցով, և չունի բացատրություն դասական ֆիզիկայի շրջանակներում։ Ըստ դասական ֆիզիկայի՝ էլեկտրոնը մետաղից հեռացնելու համար անհրաժեշտ է կատարել ելքի աշխատանք (էլեկտրոնին հաղորդել ելքի աշխատանքին համապատասխան էներգիա), սակայն հայտնի է, որ քվանտային մեխանիկայում հնարավոր է մասնիկի անցումը վերջավոր լայնության պոտենցիալային արգելքի միջով՝ առանց արգելքը շրջանցելու համար լրացուցիչ էներգիա հաղորդելու։ Մետաղի մակերևույթին ձևավորվում է պոտենցիալային արգելք, որը վակուումում ձգվում է մինչև անվերջություն, սակայն էլեկտրաստատիկ դաշտի կիրառման դեպքում արգելքը ձևափոխվում է, և դառնում վերջավոր լայնության արգելք, որի միջով հնարավոր է դառնում էլեկտրոնների թունելացումը մետաղից վակուում։

Երևույթի ֆիզիկական մեկնաբանությունը

Մետաղի մակերևույթին ձևավորված պոտենցիալային արգելքը` արտաքին դաշտի բացակայությամբ։

Մետաղի մակերևույթին ձևավորված պոտենցիալային արգելքը` արտաքին դաշտի առկայությամբ։

Մետաղում էլեկտրոնները զբաղեցնում են բոլոր էներգիական մակարդակները՝ մինչև $E_F$ Ֆերմիի էներգիա (նկարում պատկերված է մոխրագույն ստվերագծումով), իսկ մակերևույթի վրա (մետաղ-վակուում անցումում) ձևավորվում է $U_0$ բարձրությամբ արգելք ($AO{U}_{0}B$), որն, ըստ էության, ձգվում է մինչև անվերջություն։ Քանի որ վակուումում $U_0$ էներգիան ավելի մեծ է, քան մետաղում էլեկտրոնի $E$ էներգիան, ապա վակուումում հայտնվելու համար էլեկտրոնին պետք է հաղորդել $U_0-E$ էներգիա, որը կոչվում է ելքի աշխատանք։ Արտաքին էլեկտրաստատիկ դաշտ կիրառելու դեպքում, փոխվում է արգելքի տեսքը։ Մետաղի մակերևույթին ուղղահայաց՝ դեպի մակերևույթն ուղղված $ϵ$ հաստատուն էլեկտրական դաշտի դեպքում արգելքը վերածվում է հետևյալին ($AO{U}_{0}C$)

$U(x)=\{\begin{array}{cc}{U}_0-eϵx,& x>0\\ 0,& x<0\end{array}$

Այսպիսի արգելքի դեպքում էլեկտրոնները կարող են հեռանալ մետաղի մակերևույթից առանց էլքի աշխատանքին հավասար էներգիա ստանալու. էլեկտրոնները կարող են թունելել արգելքի միջով։