4.3: Equilibrio entre los contactos y el conductor

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Marc Baldo
Massachusetts Institute of Technology via MIT OpenCourseWare

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Cuando el contacto está conectado con el alambre, se debe establecer el equilibrio. Por ejemplo, si\(F^{-}\) es mayor que el potencial químico del contacto\(\mu\), entonces los electrones se difundirán desde el cable a estados vacíos en el contacto. Esto se conoce como agotamiento. Si los electrones no se repone de otra fuente, la pérdida de electrones disminuye el nivel de Fermi dentro del cable. Además, dado que el cable ha perdido carga negativa, se carga positivamente, estableciendo un campo eléctrico que contrarresta la difusión de electrones fuera del cable. En última instancia, el equilibrio se establece cuando el nivel de Fermi en el alambre es igual al potencial químico del contacto. Si todos los electrones se difunden fuera del cable entonces se dice que el cable está completamente agotado.

Si el potencial químico del contacto es mayor que el nivel de Fermi en el cable. Los electrones se difunden en el alambre desde el contacto, elevando el nivel de Fermi. Esto se conoce como acumulación. La adición de carga negativa también establece un campo eléctrico que contrarresta la difusión de electrones desde el contacto hasta el alambre.

Captura de pantalla 2021-05-07 a las 22.48.52.png — Figura\(\PageIndex{2}\): El equilibrio se obtiene en la interfaz entre un contacto y un conductor cuando las corrientes de difusión dentro y fuera del conductor coinciden.