场发射纳米针尖中电子发射与热效应的通用计算方法
材料科学
2016-11-22 v3
摘要
由于在锐利电子源、真空击穿现象及各种其他真空纳米电子学应用中的重要性，纳米尺度发射体的电子发射日益受到关注。尽管自 20 世纪 90 年代以来就已表明 Fowler-Nordheim 方程和 Richardson-Laue-Dushman 方程不适用于纳米级锐利发射体或中间热-场区间，但它们至今仍是计算电子发射最常用的理论工具。在本文中，我们开发了一种用于计算发射电流和 Nottingham 热的计算方法，该方法能自动区分不同的发射区间，并对每种区间实施相应的计算方法。我们的方法涵盖所有电子发射区间（热发射、场发射和中间区间），旨在最大化计算精度同时最小化计算时间。作为示例，我们将其应用于强电场下 Cu 纳米针尖热演化的原子级模拟中，发现所开发技术预测的此类纳米针尖行为与基于 Fowler-Nordheim 方程获得的估计存在显著差异。最后，我们表明我们的工具也可成功应用于实验 I-V 数据的分析。
引用
@article{arxiv.1609.02364,
title = {A general computational method for electron emission and thermal effects in field emitting nanotips},
author = {Andreas Kyritsakis and Flyura Djurabekova},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.02364},
year = {2016}
}