场发射中空间电荷效应的普适标度律
应用物理
2021-06-07 v3
摘要
当发射电荷形成的空间电荷足以抑制抽取电场时，场电子和离子发射的特性会发生改变。对于平面发射二极管，这一现象已通过一维（1D）理论得到很好的描述。本文通过推导描述弱空间电荷 regime 下场抑制的标度律，将其推广到任意三维几何。我们提出了一种新颖的修正等效平面二极管模型，该模型利用一个调整二极管标度特性的修正因子，用一维理论描述任意几何中的空间电荷效应。随后我们开发了一种基于 Particle-In-Cell 技术的计算方法，对空间电荷问题进行数值求解。我们将理论与数值计算结果以及现有实验数据进行对比，验证了我们的理论，二者均可用于获取修正等效平面二极管模型的几何修正因子。
引用
@article{arxiv.2008.11984,
title = {General scaling laws of space charge effects in field emission},
author = {Andreas Kyritsakis and Mihkel Veske and Flyura Djurabekova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.11984},
year = {2021}
}