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场发射电流密度的二阶曲率修正

应用物理 2021-12-10 v1 介观与纳米尺度物理 加速器物理 等离子体物理

摘要

利用二阶曲率修正的隧穿势,我们得到了伽莫夫因子的简洁表达式。结果表明,其在跨越功函数ϕ[35.5]\phi \in [3-5.5]eV、费米能EF[510]{\cal{E}}_F \in [5-10]eV、局域电场El[39]E_l \in [3-9]eV且曲率半径R5R \geq 5nm的范围内,能准确逼近通过对隧穿区数值积分获得伽莫夫因子的“精确WKB”透射系数。采用各自透射系数所得电流密度的平均差异约为1.5%1.5\%。我们还提供了一个易用的修正因子λP\lambda_P,用以依据EF/ϕ{\cal{E}}_F/\phi将“精确WKB”电流密度近似映射为“精确”电流密度。使用λP\lambda_P的平均误差约为3.5%3.5\%,远优于λP=1\lambda_P = 115%15\%的平均误差。最后,利用该伽莫夫因子得到了曲率修正电流密度的解析表达式。发现即使在局域电场与曲率半径较小时,其与“精确WKB”电流密度仍吻合良好。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.10075,
  title  = {Higher order curvature corrections to the field emission current density},
  author = {Debabrata Biswas and Rajasree Ramachandran},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10075},
  year   = {2021}
}

备注

8 pages