在双向放电条件下，光子增强热电子发射器中负空间电荷的最优中和
加速器物理
2025-02-27 v1 统计力学
应用物理
等离子体物理
摘要
本研究创新性地对光子增强热电子发射（PETE）器件进行了建模，将正离子注入和双向放电的影响同时考虑在空间电荷垒之中。与以往模型相比，本模型允许正离子分布函数适用于正负电极驱动力相等或不等的情况，并且能够适应显著的阳极放电。通过数值仿真和参数分析，我们发现：（1）随着正离子比例增加，空间电荷中和能力更强。（2）电子亲和力越低，所需正离子比例越小。（3）当阳极温度更高或阳极功函数更低时，反向放电对净电流密度的影响更显著。相反，当阳极温度更高或阳极功函数更大时，实现完全空间电荷中和所需的正离子比例也更高。本研究进一步阐明了 PETE 器件中空间电荷中和效应的机制和特征，为优化其设计提供了理论基础。此外，随附的理论和算法有望在 diverse fields 中催生创新研究。
引用
@article{arxiv.2502.18539,
title = {Optimal neutralization of negative space charges in photon-enhanced thermionic emission devices under bidirectional discharge},
author = {Xinqiao Lin and Zhiqiang Fan and Shunjie Zhang and Xiaohang Chen and Zhimin Yang and Jincan Chen and Shanhe Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.18539},
year = {2025}
}