弯曲场发射体隧穿势中的近似普适性——线电荷模型方法
应用物理
2021-12-10 v2 介观与纳米尺度物理
加速器物理
等离子体物理
摘要
曲率半径小于100nm的场发射尖端的标称理论模型（基于Fowler-Nordheim与Murphy-Good形式体系）不能充分描述其特性。这是由于在隧穿区域内“恒定电场”假设失效，导致电流预测出现显著误差。一个普遍适用的曲率修正场发射理论要求隧穿势近似普适，而与发射体形状无关。利用线电荷模型，本文解析地证明：当阳极远离时，光滑的通用发射体尖端近似遵循这一普适趋势。我们使用COMSOL对多种发射体形状（包括局部非抛物面的“圆柱基座上的半球”）验证了这一点。数值研究还发现，当阳极近距离靠近以及存在其他发射体时，曲率修正的隧穿势也能提供充分的近似。
引用
@article{arxiv.2103.01567,
title = {Approximate universality in the tunneling potential for curved field emitters -- a line charge model approach},
author = {Rajasree Ramachandran and Debabrata Biswas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.01567},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 7 figures