Квантовая физика и нанотехнологии

вышать 10 нм. Такие условияможно реализовать в сканирующейтуннельной микроскопии [2].Проведем оценку предполагаемого эффекта. Энергияэлектро-на, вылетающего из катода, равна:Epmf=+1212/e,(5.1)гдеe1f— энергияФерми в катоде. Энергияэлектрона, достигше-го анода, равна:EpmeUf=-+2222/e,(5.2)гдеe2f— энергияФерми в аноде.Кинетическаяэнергияэлектрона, попавшего в анод, котораяпревратитсяв тепло, равна:() /() /pmeUpmff22121222=++-ee.(5.3)Пренебрегаятепловым разбросом электронов катоде по срав-нению с его энергией Ферми, можно считать, начальные импуль-сы электронаp10f, тогда из (5.3) имеем:() /pmeUff22122=+-ee.Относительное тепловыделение в аноде в зависимости от при-ложенного напряжения будет изменяться по закону:DQQeUff/() /= +-112ee,(5.4)гдеQIU=. Из формулы (5.4) следует, что возможен перегрев илинедогрев анода в зависимости от соотношенияэнергий Фермиэлектродов, и только в случае одинаковых электродов тепловыде-ление будет классическим. Нашей задачей является доказательст-во того, что после туннелированияиз катода квазиклассическиеэлектроны двигаютсяво внешнем электрическом поле и перено-сят энергию квантовых флуктуаций движения, в данном частномслучае равную энергии Ферми катода.Идеяэксперимента состоит в следующем. В одноточечном тун-нельном устройстве подложка представляет собой плоскую микро-термопару. Туннельный зонд подводитсяк спаю термопары иизмеряется изменение температуры подложки при заданных зна-чениях приложенного напряжения и автоэлектронного тока наподложку. Поскольку распределение температуры от точечногоисточника тепла в приповерхностных областях подложки будетпропорционально приложенному напряжению и протекающемутоку, то график зависимостиDT IUIU() /отUявляется универ-сальным дляданного случаяи проясняет ситуацию. Если эта зави-симость остаетсянеизменной, то эффекта нет. В противном слу-чае должно наблюдатьсякачественное согласие с (5.4).22Глава 5. Тепловой эффект на аноде при автоэлектронной эмиссии