Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2019, выпуск 10 » Статья стр. 1615
<<<>>>
Десять способов определения площади полевой эмиссии
DOI: 10.21883/JTF.2019.10.48182.2624
Переводная версия: 10.1134/S1063784219100177
Попов Е.О.1, Колосько А.Г.1, Чумак М.А.1, Филиппов С.В.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: e.popov@mail.ioffe.ru, agkolosko@mail.ru, s.filippov@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 29 декабря 2017 г.
В окончательной редакции: 6 марта 2018 г.
Принята к печати: 16 апреля 2019 г.
Выставление онлайн: 19 сентября 2019 г.
PDF версия
Исследовано многообразие видов формального определения одного из основных параметров полевых эмиссионных систем - площади эмиссии. На примере модели "полусфера на цилиндрическом основании", построенной с помощью программного пакета COMSOL Multiphysics, показано соотношение между известными видами оценок площади эмиссии. Рассчитаны соответствующие доли эмиссионных токов. Показано, что формальная площадь эмиссии (отношение полного тока к плотности тока на вершине) обеспечивает только ~75% тока эмиссии. Получен эффект аномального поведения величины эффективной площади эмиссии (отсечка линии тренда вольт-амперных характеристик) при изменении уровня напряжения в стандартных координатах Фаулера-Нордгейма. Предложен способ экспериментальной оценки площади с применением модифицированных координат Фаулера-Нордгейма ln(I/U2-eta/6) vs 1/U. Метод применен для анализа данных полевой эмиссии многоострийного нанокомпозитного эмиттера с углеродными нанотрубками. Ключевые слова: полевая эмиссия, площадь полевой эмиссии, углеродные нанотрубки, моделирование электрических полей, уравнение Фаулера-Нордгейма.
  1. Fursey G.N. Field Emission in Vacuum Microelectronics. NY.: Kluwer Academic, 2005. 205 p
  2. Egorov N.V., Sheshin E.P. Field Emission Electronics. Springer Series in Advanced Microelectronics. Vol. 60. 2017. 568 p
  3. Evtukh A., Hartnagel H., Yilmazoglu O., Mimura H., Pavlidis D. Vacuum Nanoelectronic Devices: Novel Electron Sources and Applications. John Wiley \& Sons, Ltd. West Sussex, UK, 2015. 464 p
  4. Parmee R.J., Collins C.M., Milne W.I., Cole M.T. // Nano Convergence. 2015. Vol. 2:1. P. 1--27
  5. Chubenko O., Baturin S.S., Kovi K.K., Sumant A.V., Baryshev S.V. // ACS. Appl. Mater. Interfaces. 2017. Vol. 9. N 38. P. 33229--33237
  6. Patra R., Singh A., Vankar V.D., Ghosh S. // Adv. Mater. Lett. 2016. Vol. 7. N 10. P. 771--776
  7. Navitski А. Scanning field emission investigations of structured CNT and MNW cathodes, niobium surfaces and photocathodes. Doctoral dissertation. University of Wuppertal, Germany, 2010. 133 p. URN (NBN): 468-20101222-111353-7
  8. Lysenkov D., Abbas H., Muller G., Engstler J., Budna K.P., Schneider J.J. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2005. Vol. 23. N 2. P. 809--813
  9. Kim D., Bouree J.-E., Kim. S.Y. // J. Appl. Phys. 2009. Vol. 105. P. 084315
  10. Roveri D.S., Sant'Anna G.M., Bertan H.H., Mologni J.F., Alves M.A.R., Braga E.S. // Ultramicroscopy. 2016. Vol. 160. P. 247--251
  11. Fowler R.H., Nordheim L.W. // Proc. R. Soc. London Ser. A. 1928. Vol. 119. N 781. P. 173
  12. Nordheim L.W. // Proc. R. Soc. London Ser. A. 1928. Vol. 121. N 788. P. 626
  13. Murphy E.L., Good R.H. // Phys. Rev. 1956. Vol. 102. P. 1464--1473
  14. Forbes R.G., Deane J.H.B. // Proc. R. Soc. A. 2007. Vol. 463. P. 2907--2927
  15. Forbes R.G. // Proc. R. Soc. A. 2013. Vol. 469. P. 20130271
  16. Елинсон М.И. Ненакаливаемые катоды. М.: Сов. радио, 1974. 336 с
  17. Модинос А. Авто-, термо- и вторично-электронная эмиссионная спектроскопия. М.: Наука, Гл. ред. Физматлит, 1990. 320 с
  18. Spindt C.A., Brodie I., Humphrey L., Westerberg E.R. // J. Appl. Phys. 1976. Vol. 47. P. 5248--5263
  19. Никифоров К.А., Егоров Н.В. Вестн. СПб. Ун-та. 2006. Сер. 10. Вып. 2. Прикладная математика, информатика, процессы управления. С. 39--45
  20. Dyke W.P., Trolan J.K. // Phys. Rev. 1953. Vol. 89. P. 799
  21. Podenok S., Sveningsson M., Hansen K., Campbell E.E.B. // NANO: Brief Reports and Reviews. 2006. Vol. 1. N 1. P. 87--93
  22. Forbes R.G., Deane J.H.B., Fischerc A., Mousad M.S. // Jordan J. Phys. 2015. Vol. 8. N 3. P. 125--147
  23. Tang W.W., Shiffler D.A., Harris J.R., Jensen K.L., Golby K., LaCour M., Knowles T. // AIP Advances. 2016. Vol. 6. N 095007. P. 095007-1-9
  24. Автореф. канд. дис. Бурцев А.А. Матричные автоэмиссионные катоды из монолитных углеродных материалов для приборов вакуумной электроники: Саратов, Россия, 2011. 126 с
  25. Liu H., Kato S., Saito Y. // Nanotechnology. 2009. Vol. 20. P. 275206
  26. Berdinsky A.S., Shaporin A.V., Yoo J.-B., Park J.-H., Alegaonkar P.S., Han J.-H., Son G.-H. // Appl. Phys. A. 2006. Vol. 83. P. 377--383
  27. Gao R., Pan Z., Wang Z. // Appl. Phys. Lett. 2001. Vol. 78. P. 1757
  28. Zhu C., Lou C., Lei W., Zhang X. // Appl. Surf. Sci. 2005. Vol. 251. P. 249--253
  29. Aplina K.L., Kent B.J., Song W., Castelli C. // Acta Astronautica. 2009. Vol. 64. P. 875--881
  30. Eletskii A.V., Bocharov G.S. // Plasma Sources Sci. Technol. 2009. Vol. 18. N 034013. P. 1--8
  31. Chen J., Li J., Yang J., Yan X., Tay B.K., Xue Q. // Appl. Phys. Lett. 2011. Vol. 99. P. 2011--2014
  32. Cahay M., Zhu W., Fairchild S., Murray P., Back T., Gruen G. // Appl. Phys. Lett. 2016. Vol. 108. P. 0333110/5
  33. De Assis T.A., Dall'Agnol F.F., Andrade R.F.S. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2016. Vol. 49. P. 355301/11
  34. Popov E.O., Kolosko A.G., Filippov S.V. // IEEE 30th Int. Vac. Nanoelectr. Conf. Herzogssaal Regensburg, Germany, 2017. P. 50--51
  35. Thomas C.T., Michaels Th., Cabrera H., Zanin D.A., De Pietro L., Ramsperger U., Vindigni A., Pescia D. // Proc. Math. Phys. Eng. Sci. 2014. Vol. 470. N 2167. P. 20140014-1--26
  36. Forbes R.G. // J. Vac. Sci. Technol. B. 1999. Vol. 17. N 2. P. 526--533
  37. Forbes R.G. // IEEE 28th Int. Vac. Nanoelectr. Conf. Guangzhou, China, 2015. P. 70
  38. Saito Y., Hataa K., Takakura A., Yotani J., Uemura S. // Physica B: Condens. Matter. 2002. Vol. 323. N 1--4. P. 30--37
  39. Sorokina V., Nikiforov K. // Young Researchers in Vacuum Micro/Nano Electronics (VMNE-YR), Saint-Petersburg, Russia. 2016. P. 84--87
  40. Ravi M., Bhat K.S., Khaneja M., Chaudhury P.K., Harsh A. // IEEE Intern. Vacuum Electron. Conf. (IVEC), Bangalore, Karnataka, India, 2011. P. 189--190
  41. Popov E.O., Kolosko A.G., Filippov S.V., Romanov P.A., Terukov E.I., Shchegolkov A.V., Tkachev A.G. // Appl. Surf. Sci. 2017. Vol. 424. P. 239--244
  42. Попов Е.О., Колосько А.Г., Филиппов С.В., Романов П.А., Федичкин И.Л. // Наноматериалы и наноструктуры --- XXI век. 2016. Т. 7. N 1. С. 14--26.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme