в физике, пространственно ограниченная область высокой потенциальной энергии (См. Потенциальная энергия) частицы в силовом поле, по обе стороны которой потенциальная энергия более или менее резко спадает. П. б. соответствует силам отталкивания.

На рис. изображен П. б. простой формы для случая одномерного (по оси х) движения частицы. В некоторой точке х = x₀ потенциальная энергия V (х) принимает максимальное значение V₀, называется высотой П. б. П. б. делит пространство на две области (I и II), в которых потенциальная энергия частицы меньше, чем внутри П. б. (в области III).

В классической механике прохождение частицы через П. б. возможно лишь в том случае, если её полная (кинетическая + потенциальная) энергия E превышает высоту П. б. E ≥ V₀; тогда частица пролетает над барьером. Если же энергия частицы недостаточна для преодоления барьера, E < V₀, то в некоторой точке x₁ частица, движущаяся слева направо, останавливается и затем движется в обратном направлении. То есть П. б. является как бы непрозрачной стенкой, барьером, для частиц с энергией, меньшей высоты П. б., - отсюда название "П. б.".

В квантовой механике, в отличие от классической, возможно прохождение через П. б. частиц с энергией E < V₀ (это явление называется туннельным эффектом (См. Туннельный эффект)) и отражение от П. б. частиц с E > V₀. Такие особенности поведения частиц в квантовой физике непосредственно связаны с корпускулярно-волновой природой микрочастиц (см. Квантовая механика). Туннельный эффект существен лишь для систем, имеющих микроскопические размеры и массы. Чем уже П. б. и чем меньше разность между высотой П. б. и полной энергией частицы, тем больше вероятность для частицы пройти через него.

Рис. к ст. Потенциальный барьер.

Потенциальный барьер, образующийся в приконтактном слое полупроводника, граничащем с металлом; назван по имени немецкого учёного В. Шотки (W. Schottky). исследовавшего такой барьер в 1939. Для возникновения потенциального барьера необходимо, чтобы работы выхода (См. Работа выхода) металла и полупроводника были различными, на что впервые указал сов. учёный Б. И. Давыдов в 1939. При сближении полупроводника n-типа с металлом, имеющим большую, чем у полупроводника, работу выхода Ф, металл заряжается отрицательно, а полупроводник - положительно, т.к. электронам легче перейти из полупроводника в металл, чем обратно (при сближении полупроводника р-типа с металлом, обладающим меньшей Ф, металл заряжается положительно, а полупроводник - отрицательно). При установлении равновесия между металлом и полупроводником возникает Контактная разность потенциалов: U_k = (Ф_м - Ф_п)/е (е - заряд электрона). Из-за большой электропроводности металла электрическое поле в него не проникает, и разность потенциалов U_k создаётся в приповерхностном слое полупроводника. Направление электрического поля в этом слое таково, что энергия основных носителей заряда в нём больше, чем в толще полупроводника. Это означает, что в полупроводнике n-типа энергетической зоны в приконтактной области изгибаются вверх, а в полупроводнике р-типа - вниз (см. рис.). В результате в полупроводнике вблизи контакта с металлом при Ф_м > Ф_п для полупроводника n-типа, или при Ф_м < Ф_п для полупроводника р-типа возникает потенциальный барьер. Высота Ш. б. Ф₀ = Ф_м - Ф_п. В реальных структурах металл - полупроводник это соотношение не выполняется, т.к. на поверхности полупроводника или в тонкой диэлектрической прослойке, часто образующейся между металлом и полупроводником, обычно имеются локальные электронные состояния; находящиеся в них электроны экранируют влияние металла так, что внутренне поле в полупроводнике определяется этими поверхностными состояниями и высота Ш. б. не зависит от Ф_м. Как правило, наибольшей высотой обладают Ш. б., получаемые нанесением на полупроводник n-типа плёнки Au. На высоту Ш. б. оказывает также влияние сила "электрического изображения" (см. Шотки эффект).

Ш. б. обладает выпрямляющими свойствами. Ток через Ш. б. при наложении внешнего электрического поля создаётся почти целиком основными носителями заряда. Величина тока определяется скоростью прихода носителей из объёма к поверхности или в случае полупроводников с высокой подвижностью носителей - током термоэлектронной эмиссии (См. Термоэлектронная эмиссия) в металл. Контакты металл - полупроводник с Ш. б. широко используются в сверхвысокочастотных детекторах и смесителях (см. Шотки диод), Транзисторах, Фотодиодах и в др.

Лит.: Стриха В. И., Бузанева Е. В., Радзиевский И. А., Полупроводниковые приборы с барьером Шоттки, М., 1974; Стриха В. И., Теоретические основы работы контакта металл - полупроводник, К., 1974; Милнс А., Фойхт Д., Гетеропереходы и переходы металл - полупроводник, пер. с англ., М., 1975.

Т. М. Лифшиц.

Энергетическая схема контакта металл - полупроводник; а - полупроводник и металл до сближения; б, в - идеальный контакт металла с полупроводником n- и p-типов; г - реальный контакт; М - металл, П - полупроводник, Д - диэлектрическая прослойка, С - поверхностные электронные состояния; E_вак, E_ν, E_с- уровни энергии электрона у "потолка" валентной зоны, у "дна" зоны проводимости и в вакууме; E_F - энергия Ферми.

физиологический механизм, регулирующий обмен веществ между кровью, спинномозговой жидкостью и мозгом. Понятие Г.-э. б. введено советским физиологом Л. С. Штерн и швейцарским учёным Р. Готье в 1921. Подобно другим гисто-гематическим барьерам (См. Гисто-гематические барьеры), Г.-э. б. осуществляет также защитные функции, препятствуя проникновению в центр, нервную систему некоторых чужеродных веществ, введённых в кровь, или продуктов нарушенного обмена веществ, образовавшихся в самом организме. От проницаемости Г.-э. б. в направлении кровь → мозг и мозг → кровь для различных веществ зависит в значительной степени состояние нервных клеток головного и спинного мозга, особо чувствительных даже к небольшим колебаниям состава и физико-химических свойств окружающей среды. Представление о Г.-э. б. как едином механизме пересматривается. Установлено, что в мозге действует сложная многообразная система специфических образований, анатомические, физиологические, физико-химеские и биохимеские особенности которых обеспечивают их барьерные свойства. Через различные участки Г.-э. б. из крови в центральную нервную систему проникают те или иные вещества, необходимые для питания и деятельности нервных образований, различающихся как строением, так и химическим составом. Анатомическими элементами Г.-э. б. служат стенки мозговых капилляров и прекапилляров, сосудистые сплетения желудочков мозга, нейроглия, мозговые оболочки и т.д. Для осуществления барьерных функций большое значение имеет т. н. основное вещество, находящееся между клетками стенок капилляров, в состав которого входят комплексы из белков и полисахаридов. Состояние этого вещества в значительной степени определяет проницаемость Г.-э. б.

Для исследования состояния Г.-э. б. применяют красители, соли, органические и неорганические соединения, радиоактивные изотопы фосфора, и́ода, брома и др.

Наряду с вредными веществами Г.-э. б. может препятствовать проникновению в центральную нервную систему введённых в кровь лекарств, препаратов (например, соединений мышьяка, ртути, висмута, некоторых антибиотиков и др.), что затрудняет лечение ряда заболеваний мозга. В эксперименте и клинике применяются различные методы повышения проницаемости Г.-э. б. или обхода его путём введения химических веществ в желудочки мозга или спинномозговой канал.

Ëèò.: Øòåðí Ë. Ñ., Íåïîñðåäñòâåííàÿ ïèòàòåëüíàÿ ñðåäà îðãàíîâ è òêàíåé..., Избр. труды, М., 1960; Кассиль Г. Н., Гемато-энцефалический барьер, М., 1963; Физиология и патология гисто-гематических барьеров, М., 1968, с. 170-254; Bakay L., The blood-brain barrier, Springfield (Ill.) 1956; Tschirgi R. D., The blood-brain barrier, в кн.: Biology of Neuroglia, Springfield (Illinois), 1958.

Г. Н. Кассиль.

см. в ст. Избирательная система.