利用热电子发射显微镜和高场紫外光 photoemission 显微镜直接证明 SrVO₃ 阴极的低功函数
材料科学
2024-04-08 v1
摘要
钙钛矿 SrVO₃ Recently 被提议为一种新的电子发射阴极材料。密度泛函理论 (DFT) 计算表明存在多种低功函数表面，最近的实验工作一致显示出多晶粒样本的有效功函数约为 2.7 eV，这些结果表明，但不直接确认，某些分数甚至更低的功函数表面存在。在本工作中，使用热电子发射显微镜 (ThEEM) 和高场紫外光 photoemission spectroscopy 研究阴极表面局部功函数分布，并测量部分取向 (110) SrVO₃ 钙钛矿氧化物阴极表面的功函数。我们的结果显示，阴极表面存在约为 2.1 eV 的低功函数斑块，其对应的可观测热电子发射起始温度为 750 °C。我们假设，在我们的 ThEEM 实验中，高施加电场抑制了斑块场效应，使我们能够直接测量局部功函数。该测量的功函数为 2.1 eV，与之前 DFT 计算的 SrVO 终端 (110) SrVO₃ 表面 (2.3 eV) 和 SrO 终端 (100) 表面 (1.9 eV) 的值相当。所测量的 2.1 eV 值也远低于 (001) LaB₆ 单晶阴极 (~2.7 eV) 的功函数，与 B 类置换剂阴极 (~2.1 eV) 的有效功函数相当。如果能够工程化 SrVO₃ 热电子发射器以访问这种低 2.1 eV 功函数的域，则它们有潜力显著改进基于热电子发射的技术。
引用
@article{arxiv.2404.04226,
title = {Direct evidence of low work function on SrVO$_3$ cathode using thermionic electron emission microscopy and high-field ultraviolet photoemission spectroscopy},
author = {Md Sariful Sheikh and Lin Lin and Ryan Jacobs and Martin E. Kordesch and Jerzy T. Sadowski and Margaret Charpentier and Dane Morgan and John Booske},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.04226},
year = {2024}
}