Kontaktpotensial, også kalt voltapotensial eller kontaktspenning, er den elektriske spenningen som opptrer når to elektriske ledere eller halvledere med forskjellige elektriske egenskaper, kommer i kontakt med hverandre. Kontaktspenningen skyldes at den midlere frigjøringsenergien for elektroner ved overflaten av en leder eller halvleder, varierer fra stoff til stoff og avhenger av temperaturen.
Ferminivået er energien som kreves for å tilføre eller fjerne et elektron hos en leder eller halvleder, det vil si frigjøringsenergien for ledningselektronene. Elektroner ved overflaten av en leder har en litt annen frigjøringsenergi som kalles løsrivningsarbeidet (den engelske betegnelsen er work function).
I elektrisitetslæren er potensial lik potensiell energi delt på ladning. Potensialet som har betydning for kontaktspenningen, er løsrivningsarbeidet delt på elektronets ladning. Dette kalles overflatepotensialet.
Når to metaller med forskjellige ferminivåer kommer i kontakt med hverandre, vil det strømme ledningselektroner fra det som har lavest ferminivå til det som har høyest, inntil ferminivåene har samme potensial, mens overflatepotensialene blir forskjellige. Denne potensialforskjellen kalles kontaktspenningen mellom de to stoffene, og er typisk noen få volt. Fenomenet berøringselektrisitet har sammenheng med kontaktspenning mellom to materialer som berører hverandre.
Forbindes flere stoffer i serie, vil potensialforskjellen mellom det første og siste være lik summen av kontaktpotensialene ved hver enkelt forbindelse.
I en sluttet strømkrets blir summen av kontaktspenningene null hvis alle kontaktflatene har samme temperatur. Det oppstår da ikke noen strøm i kretsen. Holdes flater som er i kontakt med hverandre på ulike temperaturer, blir overflatepotensialene forskjellige. Da vil summen av kontaktspenningene være forskjellig fra null. Dette gir opphav til en termoelektrisk strøm.
Kontaktspenningen på grenseflaten mellom to halvledere blir anvendt i studier av faste stoffers egenskaper (faststoff fysikk) og i elektronikk. Fenomenet har avgjørende betydning for funksjonen av dioder og transistorer. Effekten utnyttes også i termioniske strømgeneratorer til å omforme termisk energi til elektrisk energi.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.