半导体纳米尖端的电子输运与发射理论

本文建立了一种基于有效质量的模型，该模型考虑了高长径比半导体纳米尖端中导带量子化，用以描述注入电子的输运及随后的电子发射。采用转移矩阵形式处理由尖端直径变化和电子发射引起的电子散射。针对参数化的金刚石纳米尖端模型，对散射概率和发射概率进行了数值分析。我们的散射与发射模型进一步与蒙特卡洛（MC）方法相结合，以模拟电子穿过纳米尖端的输运过程。MC模拟还考虑了电子-声子散射和外加电场，针对最小纳米尖端模型和等效宽度金刚石平板进行。我们明确了能级量子化、由纳米尖端直径变化引起的电子散射以及电子-声子散射对纳米尖端发射特性的影响，并与体块平板的情况进行了比较。