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Models for electron emission from metals with adsorbed monolayers

1967; Elsevier BV; Volume: 7; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1016/0365-1789(67)90012-4

2352-5657

M. Kaplit, G. L. Schrenk, Leon W. Zelby,

Spectroscopy and Quantum Chemical Studies

The need for employing chemical rather than particle models to describe the electronic properties of a metal-gas interface has been investigated theoretically. Using the Thomas-Fermi-Dirac theory, both the microscopic charge distribution and the total electronic energy of the interface have been evaluated in such a way that one can distinguish between the coulombic and quantum mechanical contributions. It has been shown that the quantum mechanical corrections are a significant part of the total energy and may not be neglected. The differences between various macroscopic models are discussed, and it is concluded that a particle model, using only the concepts of electrostatics and statistical mechanics, does not represent adequately the electronic properties of alkali-refractory metal or alkaline earth-refractory metal interfaces. Detailed results for both cesium and barium adsorption on (100) and (110) faces of tungsten are presented. La nécessité d'utiliser un modèle chimique plutôt qu'un modèle particulaire pour décrire les propriétés électroniques d'un interface gaz-métal, est étudiée théoriquement dans ce travail. A partir de la théorie de Thomas-Fermi-Dirac, nous avons évalué à la fois la distrtbution des charges à l'échelle microscopique et l'énergie électronique totale de l'interface, de telle sorte que l'on puisse distinguer entre les contributions coulombienne d'une part et quantique d'autre part. Nous avons montré que les corrections quaniques contribuent de façon significative à l'énergie totale et ne peuvent être négligées. Nous discutons les différences entre divers modèles macroscopiques et avanc̊ons la conclusion qu'un modèle particulaire, utilisant les seuls concepts de l'électrostatique et de la mécanique statistique ne peut représenter correctement les propriétés électroniques des interfaces entre un métal réfractaire d'une part et un métal alcalin ou alcalino-terreux d'autre part. Nous présentons des résultats détaillés pour l'absorption du césium et du baryum sur les faces (100) et (110) du tungstène. Die Notwendigkeit, lieber chemische als Partikel-Modelle für die Beschreibung der elektronischen Eigenschaften von Metall-Gas-Berührungsflächen anzuwenden, wird hier theoretisch untersucht. Unter Benutzung der Thomas-Fermi-Dirac-Theorie sind die mikroskopische Ladungsverteilung und die gesamte elektronische Energie der Zwischenfläche ausgewertet worden in solcher Weise, dass man zwischen den Coulomb'schen und den quantenmechanischen Beiträgen unterscheiden kann. Es konnte gezeigt werden, dass die quantenmechanischen Korrekturen einen wesentlichen Beitrag zur Gesamtenergie darstellen und nicht vernachlässigt werden dürfen. Die Unterschiede zwischen verschiedenen makroskopischen Modellen werden diskutiert und es wird gefolgert, dass ein Partikelmodell, das lediglich die Vorstellungen der Elektrostatik und der statistischen Mechanik benutzt, die elektronischen Eigenschaften der Grenzflächen Alkali (hochschmelzenders Metall bezw. Erdaklai) hochschmelzendes Metall nicht adaequat darstellt. Detaillierte Ergebnisse werden für die Adsorption von Cs und Ba an (100) und (110) Flächen von Wolfram angegeben.