场致发射：支持理论与实验比较新方法的计算
介观与纳米尺度物理
2022-07-05 v2 应用物理
摘要
本文提出一种将场致电子发射（FE）理论与实验进行比较的新方法，意在作为“概念演示”。该方法基于指数 κappa 的值，该指数描述在某数学方程预指数项中所升的电压幂次，该方程（对电子学理想的 FE 系统）刻画所测发射电流对测得电压的依赖关系。其目的在于利用实验指数值 kappa^expt 试图在两种备选 FE 理论之间做出抉择，二者各自已确立允许（但不同）的 κappa 取值范围。目前，关于“总理论 κappa”中由名义发射面积的电压依赖性所贡献的部分所知有限：本文报道针对四种常见假定发射极尖端形状所做的模拟，以增进我们在此方面的认识。随后将该方法论应用于 1928/29 年 Fowler-Nordheim（FN）FE 理论与 1956 年 Murphy-Good（MG）FE 理论之间的抉择（在此情形下，理论上可确定 1956 MG FE 理论是比 1928/29 FN FE 理论“更好的物理”）。与所有先前试图通过基于实验的论证得出已知正确理论结论的尝试一样，新方法论的结果倾向于支持 MG FE 理论，但在当前讨论阶段尚形式上未决。看来迫切需要有更好的方法来测量 kappa^expt 并建立可靠的实验误差限。
引用
@article{arxiv.2205.02352,
title = {Field emission: calculations supporting a new methodology of comparing theory with experiment},
author = {Sergey V. Filippov and Anatoly G. Kolosko and Eugeni O. Popov and Richard G. Forbes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02352},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 5 figures. Tables 3 and 4 have been updated as a result of additional calculations, but this makes no changes in qualitative conclusions. A missing reference has been added