Польова емісія з перспективних катодів на основі наноструктурованого SiC: новий підхід до врахування коефіцієнта посилення поля
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.23.2.347-352Ключові слова:
Польова емісія, коефіцієнт посилення поля, наноструктурована поверхня, протрузіяАнотація
Побудовано послідовну теорію польової емісії з наноструктурованого напівпровідникового SiC з використанням створеної аналітичної моделі для коефіцієнта підсилення поля у випадку достатньо «згладжених» протрузій, поверхня яких описуються кривою лоренцівського типу. Для верифікації наближень цієї аналітичної моделі проведено прямий численьний розрахунок коефіцієнту посилення поля для зазначених протрузій з розв’язанням рівняння Пуассона-Больцмана методом скінченних елементів. Одержані чисельні оцінки підтверджують перспективність таких катодів. Для випадку достатньо «гострої» протрузії, висота якої є більшою від півширини, при полях ~3×108 В/м можна очікувати емісійного струму ~ 1 мА з квадратного сантиметру поверхні катоду. Перевагою запропонованих наноструктурованих катодів на основі SiC залишається простота технології їх виготовлення.
Посилання
Anatoliy Evtukh, Hans Hartnagel, Oktay Yilmazoglu, Hidenori Mimura and Dimitris Pavlidis, Vacuum Nanoelectronic Devices: Novel Electron Sources and Applications, (John Wiley & Sons, Ltd., 2015).
A.M. Goriachko, M.V. Strikha, Nanostructured SiC as a promising material for the cold electron emitters, Semiconductor physics, quantum electronics and optoelectronics 24(4), 355 (2021).
Debabrata Biswas. A universal formula for the field enhancement factor, Physics of Plasmas 25, 043113 (2018). https://arxiv.org/pdf/1801.09990.pdf; https://doi.org/10.1063/1.5025694.
M.O.S. Dantas, D. Criado, A. Zúñiga, W.A.A. Silva, E. Galeazzo, H.E.M. Peres and M.M.Kopelvski, ZnO Nanowire-Based Field Emission Devices Through a Microelectronic Compatible Route. Journal of Integrated Circuits and Systems 15, 1 (2020); https://doi.org/10.29292/jics.
Debabrata Biswas, Gaurav Singh, Rajasree Ramachandran. The cosine law of field enhancement factor variation: Generic emitter shapes. Physica E: Low dimensional Systems and Nanostructures 109, 179 (2019).
A. Goryachko, Y. Yeromenko, K. Henkel, J. Wollweber, D. Schmeißer, The Si(001)/C2H2 interaction to form a buffer layer for 3C-SiC growth, Physica Status Solidi (a) 201, 245 (2004).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
