场发射电流-电压数据的解读：背景理论与用户友好网络工具的详细仿真测试

在场电子发射（FE）研究中，为解读电流-电压数据并提取表征参数，我们采用光滑平面类金属发射体（SPME）方法与数据分析图。存在三类：Millikan-Lauritsen（ML）图、Fowler-Nordheim（FN）图与 Murphy-Good（MG）图。在 SPME 方法中，ML 与 FN 图略弯，而 MG 图近乎直线。1956 年 MG FE 理论比 1928 年 FN 理论物理上更优，故期望 MG 图比 ML 或 FN 图更精确。电流-电压数据常作转换：测得电压转为（表观）宏观场，电流转为宏观电流密度。因而存在四种不同数据输入形式。系统行为的过度简化模型被广泛假定。简单使用数据分析图是否为有效解读方法常被忽视。已发表 FE 研究似含高比例的“场增强因子”伪值。2013 年描述的“正统性检验”程序可作有效性检查：小样本结果中约 40% 虚假偏高。为辅助数据解读与有效性检查，通讯作者设计了简易用户友好网络工具。其输入需系统规格数据及来自任一类图形式、任一种数据输入形式的“范围界限”数据。该工具随后施行正统性检验，若通过则提取表征参数。本研究报告：（1）用扩展 MG FE 理论制备的仿真输入数据对网络工具功能进行系统测试；（2）对三类不同数据图类型系统比较，核查提取参数值与仿真输入值吻合度。给出相关理论概要评述。对形式发射面积，MG 图表现优于 FN 与 ML 图。此点对 FE 科学十分重要。