由气体等离子体驱动的太赫兹脉冲亚周期纳米尖端场发射电子研究
材料科学
2025-01-14 v3 等离子体物理
摘要
由两种颜色激光等离子体产生的太赫兹脉冲曾报告达到超过百万柜/厘米的峰值场强。当照射金属纳米尖端时,由于尖端锋端的近场增强,应会通过亚周期冷场发射导致极高的簇 charges 和电子能量。本文报道了由长路径气体等离子体产生的太赫兹脉冲驱动的钨纳米尖端电子发射。检测到最高可达1.1 keV的电子能量和每脉冲最高可达2×10^5个电子的簇 charges,显著低于基于时平均普朗特矢量计算的峰值场强预期值。调查结果表明,在长路径太赫兹脉冲中,将时平均普朗特矢量应用于场强计算时存在失效,这是由于在焦点处太赫兹脉冲的时空重构所致。考虑到这种重构后,场强约降低到160~kV/cm,与观察到的电子簇 charges、峰值能量及其对尖端位置的依赖性相吻合。尽管如此,本研究的结果在电子能量和簇 charges方面均优于以往的太赫兹等离子体驱动电子生成高出一个数量级,并提出了通过修改太赫兹光学系统可将这些参数再提高一个数量级的方案。
引用
@article{arxiv.2409.07196,
title = {Sub-cycle Nanotip Field Emission of Electrons Driven by Air Plasma Generated THz Pulses},
author = {Benjamin Colmey and Rodrigo T. Paulino and Gaspard Beaufort and David G. Cooke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.07196},
year = {2025}
}