[2024학년도 EBS 수능특강 독서-적용 학습] 과학·기술12. '전계 방출'

-2024학년도 EBS수능특강(독서)

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2023.06.27. 오후 2:18

by 라온제

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안녕하세요 라온제입니다^^

오늘은 [2024학년도 EBS 수능특강 독서-적용 학습] 과학·기술12. '전계 방출'을 분석한 글을 작성해보려 합니다.

[적용 학습] 과학·기술12. 전계 방출

금속이나 반도체(상온에서 전기 전도율이 도체와 절연체의 중간 정도인 물질. 낮은 온도에서는 거의 전기가 통하지 않으나 높은 온도에서는 전기가 잘 통함) 표면에서 전자를 방출(입자나 전자기파의 형태로 에너지를 내보냄)하여 이를 이용하는 기술은 디스플레이(데이터를 시각적으로 화면에 출력하는 표시 장치), 센서, 의료 분야 등 다양한 분야의 핵심 소자(장치, 전자 회로 따위의 구성 요소가 되는 낱낱의 부품으로, 독립된 고유의 기능을 가지고 있는 것)에서 필요한 기술이다. [금속과 반도체의 표면에서 진공 속으로 전자를 방출하는 방법은 크게 열전자 방출과 전계 방출로 나눌 수 있다.] ( [ ] : 금속과 반도체의 표면에서 전자를 방출하는 두 가지 방법을 제시함) 열전자 방출(금속 및 반도체를 고온으로 가열 처리할 때 고체 내의 전자가 열적으로 자극을 받아 고체 내부의 속박에서 벗어나는 데 알맞은 에너지를 얻어 외부로 나오는 현상)은 금속에 전압을 걸어 전류가 흐를 때 금속 물질의 저항(전류가 흐르는 것을 방해하는 작용)에 의해 금속이 가열되는(‘줄 가열’의 개념) 줄(Joule) 가열(전기 저항 때문에 도체에서 발생하는 열을 이용하는 가열) 현상을 이용하는데 가열된 금속 내의 전자가 열적으로 에너지를 받아 금속 표면의 전위 장벽을 넘어 방출되는 현상이다.(‘열전자 방출’의 개념) 금속에 구속되어 있는 전자가 에너지를 받아 전위 장벽을 넘어야 금속의 구속에서 벗어날 수 있으며 [이때 전위 장벽의 크기에 해당하는 에너지를 일함수(물질 내에 있는 전자 하나를 밖으로 끌어내는 데 필요한 최소의 일 또는 에너지)라 한다. 따라서 일함수는 전자가 방출되는 데 필요한 최소 에너지이다.] ( [ ] : ‘일함수’의 개념) 물질의 종류에 따라 일함수는 고유한 값이며 일함수가 작을수록 물질로부터 열전자 방출이 쉽다.(일함수가 작을수록 전자가 넘어야 하는 전위 장벽의 크기에 해당하는 에너지가 작다는 것이므로 열전자 방출이 쉽다는 것으로 이해해볼 수 있음)