Контакт двух металлов

Рассмотрим контакт двух металлов с различными работами выхода А₁ и А₂, т.е. с различными положениями уровня Ферми (верхнего заполненного электронами энергетического уровня). Если A₁<A₂ (этот случай изображен на рис. а), то уровень Ферми располагается в металле 1 выше, чем в металле 2. Следовательно, при контакте металлов электроны с более высоких уровней металла 1 будут переходить на более низкие уровни металла 2, что приведет к тому, что металл 1 зарядится положительно, а металл 2 — отрицательно. Одновременно происходит относительное смещение энергетических уровней: в металле, заряжающемся положительно, все уровни смещаются вниз, а в металле, заряжающемся отрицательно, — вверх. Этот процесс будет происходить до тех пор, пока между соприкасающимися металлами не установится равновесие, которое, как доказывается в статистической физике, характеризуется совпадением уровней Ферми в обоих металлах (рис. б).

Т.к. уровни Ферми совпадают, а А_вых не изменяется (const для каждого Ме), то потенциальная энергия электрона в точке А и В будет различной, т.е. возникает разность потенциалов:

- внешняя контактная разность потенциалов

Между внутренними точками металлов возникает

- внутренняя контактная разность потенциалов

и зависят от химического состава и t⁰ соприкасающихся Ме.