Berøringsspenning

Berøringsspenning, også kjent som kontaktspenning, er det elektriske potensialfallet som oppstår ved grenseflaten mellom to ulike ledere eller halvledere som kommer i elektrisk kontakt. Spenningen oppstår fordi materialene har ulikt arbeidspotensial for elektroner (eller forskjellig kjemisk potensial). Når de berøres, strømmer elektroner fra materialet med høyest Fermi-nivå til det med lavest, slik at de elektrokjemiske potensialene blir like. Dette gir opphav til en romladning i nærheten av grenseflaten og et innebygd elektrisk felt. Når kontakten senere skilles, kan en resterende potensialdifferanse mellom materialene være til stede, kalt kontaktpotensialet.

Verdien av berøringsspenningen er nært lik forskjellen i arbeidspotensial mellom materialene, delt på elementærladningen: V ≈ (Φ2 − Φ1)/e, men faktorer som oksidasjon, overflateforhold og temperatur påvirker den målte verdien.

I praksis er berøringsspenning viktig i forståelsen av metall–halvleder-kontakter og i overflateforskning; den påvirker transport over grenseflater og dannelsen av barrierer. Den er relatert til fenomenet Schottky-barriere og til måleteknikker som Kelvin-probe for å måle kontaktpotensialdifferanser mellom materialer.

Historisk ble begrepet studert av Lord Kelvin og kolleger i 1800-tallets elektrostatikk.