Modeling the Field Emission Current Fluctuation in Carbon Nanotube Thin Films
碳纳米管由于其独特的性能，成为场发射器件的理想材料。实验发现，与场发射性能相关的结果显示出可变性。有效的场发射器件的设计需要用系统的和基于多物理场的建模方法来分析可变性。本文通过耦合场发射现象、电子-声子输运和单个孤立碳纳米管的力学，建立了一个薄膜中碳纳米管随机取向的模型。发展了一种计算方案，通过该方案，以时间增量的方式更新碳纳米管的状态。利用场致发射的Fowler-Nordheim方程计算了器件电流，研究了器件尺度下的性能。
2007-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Periodic Field Emission from an Isolated Nano-Scale Electron Island
我们观察到场发射从一个孤立的纳米加工金岛。岛能够在两个相对的电极之间机械振荡，这提供了发射电流的再充电和检测。我们能够跟踪和再现从电流通过矩形隧道势垒的场致发射制度的过渡。通过主方程的理论模型再现的实验数据，并显示偏离福勒-诺德海姆描述由于岛的电隔离。
2004-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Local Electron Field Emission Study of Two-dimensional Carbon
本文对不同类型的二维碳在真空中进行了系统的场发射研究，阴极-阳极距离从近接触到约124 nm。建立了场增强因子随阴阳极间距增大的解析模型。计算结果与实验数据，包括文献报道的数据之间取得了良好的一致性。这项工作提供了有益的见解，从二维碳的场发射特性。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory and computation of thermal-field emission from semiconductors
本文修正半导体场发射方程并扩展GETELEC工具，实现全发射区域的高精度低计算成本模拟，成功复现半导体非线性I-V曲线并解释价带电子发射缺失现象。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field emission characteristics of InSb patterned nanowires
采用自顶向下腐蚀工艺在Si（100）衬底上制备了不同几何参数（直径和间距）的InSb纳米线阵列。在扫描电子显微镜的真空室中，采用纳米级钨探针作为阳极，研究了InSb纳米线的场发射特性。报道了稳定的场发射电流，其中从约1 $μA$的单个纳米线提取的最大强度对应于高达10 $^4$ A/cm $^2$的电流密度。纳米线的稳定性和鲁棒性通过监测场发射电流约三小时来探测。通过调整阴阳极间距，在500 nm ~ 1300 nm范围内，场增强因子和开启场呈现非单调关系，当间距d = 900 nm时，最大增强$β\simeq $为78，最小开启场$E_{ON} \simeq$为0.033 V/nm。纳米线间距的减小和直径的增加导致场发射性能的降低，场增强（$β<$ 60）降低，开启场（$E_{ON} \simeq $ 0.050 V/nm）增加。最后，对系统中电场分布的有限元模拟表明，发射被限制在纳米线顶面边界附近的有效区域，具有环形形状，最大宽度为10 nm。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface Electronic Structures and Field Emission Currents at Sodium Overlayers on Low-Index Tungsten Surfaces
计算了具有重要技术意义的W表面的场致发射和表面光场致发射的发射电流的总能量分布（TEDs）以及覆盖层引起的表面电子结构的变化。将全势线性缀加平面波方法推广到场发射和光场发射的研究中，得到的场发射和光场发射谱线解释了在亚单层和单层Na覆盖下，W（100）和W（110）表面场发射和光场发射谱线峰值的移动. 3s Na态与干净W（100）中强Swanson峰的dz 2-类表面态对和低于费米能的干净W（111）中的表面共振的杂化使这些W态移动约-1.2 eV和-1.0 eV，从而稳定这些态，在W（100）/Na c（2 × 2）和W（111）/Na（1 × 1）的场致发射和光场致发射中分别产生新的强峰。Na层内相互作用的影响进行了讨论，并示出移动强的S-和P-样峰的W（110）的表面态密度低于和高于费米能量分别降低能量与增加Na覆盖，与实验一致。
2010-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ni3Si2 Nanowires for Efficient Electron Field Emission and Limitations of the Fowler-Nordheim Model
本文报道了自顶向下纳米制造的Ni3Si2纳米线及其电子场发射性能的测试。结果包括低开启电场、中等功函数和场增强因子，可通过纳米纤维定制。该论文还报告了基于电子发射器的电子任务领域的未来问题，因为Fowler-Nordheim模型的适用性存在定量限制，随着我们继续优化电子的场发射，这将变得越来越明显。为此，我们建议增加纳米线的表面积与体积比效应的研究作为另一个标准进行比较，以导致输入形式的态密度作为量子效应变得更加突出。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field emission from self-catalyzed GaAs nanowires
本文报道了在Si（111）衬底上生长的自催化GaAs纳米线的场发射特性。测量是在扫描电子显微镜室中实现的，该室具有纳米控制的钨针尖作为阳极。在Fowler-Nordheim理论的框架下对实验数据进行了分析。我们证明了稳定的电流高达10 $^{-7}$ A发射的单纳米线的尖端，与场增强因子$β$高达112的阳极-阴极距离d=350 nm。实验发现，$β$与阳极-阴极距离呈线性关系，Ga催化剂液滴的存在抑制了纳米线尖端的电流发射。这允许检测来自纳米线侧壁的场发射，其以降低的场增强因子和稳定性发生。这项研究进一步将GaAs技术扩展到真空电子学应用。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field emission mechanisms of graphitic nanostructures
采用基于含时密度泛函理论的第一性原理计算研究了石墨纳米结构的场发射和电子态起源。我们发现，石墨带的FE电流的变化显着依赖于氢终止和所施加的电场的方向。此外，来自石墨烯片的FE电流在空位缺陷周围显示出显著增加。我们验证了，通过分析的本地电子结构和能量分布的发射电子，悬挂键（或$σ$）字符是负责这些结果和管理的性质的石墨纳米结构的FE。
2004-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Site-Selective Field Emission Source by Femtosecond Laser Pulses and Its Emission Mechanism
本文综述了近年来飞秒弱激光脉冲诱导的非对称场致发射及其发射机制的实验和理论研究。进一步讨论了更宽范围的直流电场和激光功率的发射机制。结果表明，首先，低激发阶的光助场发射在较高的直流电场中增长，其次，我们的模拟只能适用于较低的激光功率。
2012-10-29 cond-mat.mes-hall
Field emission from AlGaN nanowires with low turn-on field
我们制作AlGaN纳米线的分子束外延，我们调查他们的场发射性能的实验装置，使用纳米操纵的钨尖作为电极，在扫描电子显微镜。尖端形状的阳极提供了访问本地属性，并允许收集从小至1 $μm^2$的区域发射的电子。在Fowler-Nordheim理论的框架下分析了场发射特性，发现当阴阳极间距d = 500 nm时，场增强因子$β$ = 556，最小开启场$E_{turn-on}$ = 17 V/ $μ$ m.我们表明，对于增加的分离距离，$E_{turn-on}$增加到约35 V/ $μ$ m和$β$减少到100在d = 1600 nm。我们还证明了AlGaN纳米线的场发射电流的时间稳定性为几分钟。最后，我们解释了观测到的修改后的斜率的福勒-诺德海姆图在低场的非均匀的场增强因子，由于突出的发射体的存在。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Thermal-Field Electron Emission from Three-Dimensional Topological Semimetals
建立了一个描述三维（$3$ D）拓扑半金属Dirac/Weyl节点电子热场发射的模型。传统的热场电子发射模型被推广到拓扑Dirac/Weyl半金属中的$3$ D非抛物线能带结构，例如砷化镉（\ch{Cd3As2}）、铋化钠（\ch{Na3Bi}）、砷化钽（\ch{TaAs}）和磷化钽（\ch{TaP}）。由于独特的狄拉克锥能带结构，在总能量分布（TED）谱中观察到了一个不寻常的双峰特征。这种非平凡的双峰特征，不存在于传统材料中，在操纵TED光谱和发射电流的大小方面起着关键作用。在零温极限下，导出了一个不同于Fowler-Nordheim（FN）定律的新的纯场致发射标度律。该模型将Dirac $2$ D材料的电子发射研究拓展到了$3$ D体系，为探索拓扑半金属作为新型电极提供了理论基础.
2021-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Comment to "Imaging the atomic orbitals of carbon atomic chains with field-emission electron microscopy"
在线性原子链的场发射电子显微镜中观察到稳定的双峰图案需要破坏轴对称的稳定机制，这未被Mikhailovskij等人[Phys. Rev. B 80，165404（2009）]正确识别。使用微观计算，我们将观察到的图案归因于链连接的配体产生的对称性破缺，加上碳π键交替。
2010-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Local field corrections to the spontaneous emission in arrays of Si nanocrystals
本文提出了一种局域场对二氧化硅中硅纳米晶阵列的自发发射率的修正理论。给出了Purcell因子的解析结果。我们证明，局部场校正对样品中纳米晶体的体积填充因子敏感，并且在填充因子值较大时会受到抑制。局域场校正和光子态密度被证明是由两个不同的有效介电常数：谐振子和矩阵介电常数和麦克斯韦-加内特介电常数之间的调和平均值。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Mechanism of Laser-induced Field Emission
测量了钨针尖激光场致发射的电子能量分布曲线。清楚地观察到来自光激发非平衡电子分布的场发射，而高达1.3 V/nm的光电场没有出现增强的场发射。因此，我们通过实验证实了发射机制。模拟的瞬态EDCs表明，电子动力学在激光场致发射中起着重要的作用。结果应该是有用的，以找到最佳的参数定义的时间和光谱特性的电子脉冲的许多应用程序的基础上脉冲场发射。
2011-03-22 cond-mat.mes-hall
Analytic study on cold field electron emission from metallic nanowall array
从理论上研究了金属栅阵列的冷场电子发射。在半经典近似下，利用保角变换方法，推导出了隧道势垒、边缘场增强因子、透射系数和面发射电流密度的解析表达式。讨论了场增强效应和屏蔽效应对冷场发射的影响，发现最大发射电流密度的最佳栅元间距与栅元高度成线性关系，并与外加电场有关。
2011-11-14 cond-mat.mes-hall
Coulomb blockade of field emission from nanoscale conductors
从理论上描述了弱耦合到阴极的纳米级物体的电子场发射。结果表明，由于单电子充电导致场发射有效电场突变，场发射电流呈阶梯状增加。的电流-电压特性的详细考虑进行了由金属球形颗粒在阴极附近的纳米团簇建模，并为阴极表面上生长的圆柱形硅纳米线。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall
Light Emission from Ag(111) driven by Inelastic Tunneling in the Field Emission Regime
我们研究了扫描隧道显微镜（STM）结上的偏置电压进入场致发射区时Ag（111）表面的光发射。在真空水平以上，扫描隧道光谱（STS）显示了一系列与表面的图像状态相关的明确定义的共振，由于STM针尖提供的电场，这些共振被斯塔克移位。我们提出的光子能量分辨测量，明确地表明，发光的机制是由隧道非弹性地进入斯塔克位移图像状态的电子激发的表面局部等离子体激元的辐射衰减。我们的工作说明了在STS光谱和光发射图的尖端半径的效果，通过重复实验与不同的提示。
2015-06-17 cond-mat.mes-hall
Micro-Raman and field emission studies of silicon nanowires prepared by metal assisted chemical etching
研究了金属辅助化学腐蚀法制备的硅纳米线的显微拉曼散射和场发射特性。扫描电子显微镜图像显示，以及对齐的垂直硅纳米线的生长。拉曼位移和尺寸关系的键极化率模型已被用来计算精确的限制尺寸在硅纳米线。由于光学声子的量子限制，硅纳米线的Si光学声子峰随着纳米线直径的减小而出现下移和非对称展宽。通过测量硅纳米线的电流-电压特性，并利用Fowler-Nordheim方程进行理论分析，研究了硅纳米线的场发射特性。场致电子发射随纳米线直径的减小而增大。这些硅纳米线的场发射表现出显着增强的开启场和总发射电流与纳米线尺寸减小。在目前的研究报告的结果表明，MACE是一种简单的技术来制备具有潜在的应用在场发射器件的硅纳米线。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall
A WSe2 vertical field emission transistor
我们报告的第一次观察到的栅控场发射电流从钨二硒化物（WSe 2）单层，SiO2/Si衬底上的化学气相沉积合成。镍接触WSe 2单层背栅晶体管，在高真空下，表现出n型导电和漏偏置依赖的传输特性，这是由于氧/水解吸和漏诱导肖特基势垒降低，分别。栅极调谐的n型导电能够实现场发射，即通过量子隧穿提取电子，甚至从WSe 2单层的平坦部分。电子发射在电场~100 V μm^（-1）下发生，并表现出良好的时间稳定性。值得注意的是，场发射电流可以由背栅电压调制。第一场发射垂直晶体管的基础上WSe 2单层，从而证明，可以铺平道路，以进一步优化新的WSe 2为基础的设备用于真空电子。
2018-08-18 cond-mat.mes-hall
Low energy cluster beam deposited BN films as the cascade for Field Emission
采用射频磁控溅射法制备了纳米级BN薄膜（ABN），采用低能团簇束沉积法制备了纳米结构BN薄膜（CBN）。紫外-可见吸收光谱测试表明BN薄膜的禁带宽度为4.27eV，并具有场发射特性。所有样品的F-N曲线都给出了很好的拟合，并证明了发射过程的F-N隧穿。ABN在电场为14.6 V/μm时开始发光，CBN在5.10 V/μm时开始发光。ABN的发射电流密度为1 mA/cm ~ 2，需要20 V/μm的电场，而CBN的发射电流密度仅为12.1V/μm。在n型硅衬底上团簇沉积的BN具有较低的规范电压、较多的发射位置和较高的电子强度，是场发射级联的理想替代物。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall
Collective Near-Field Thermal Emission from Polaritonic Nanoparticle Arrays
通过与传播模式色散的比较，解释了纳米颗粒阵列近场热发射的光谱特性。使用耦合偶极子模型，我们分析计算的光谱发射从单个粒子，链，平面，和3D阵列的SiO2和SiC。我们表明，在他们的光谱的差异是由于传播的表面声子极化激元模式的存在或不存在，并由这些模式时，它们存在的发射占主导地位。这项工作为理解和控制纳米流体、纳米粒子床和某些超材料中的近场辐射铺平了道路。
2017-06-27 cond-mat.mes-hall
Graphene enhanced field emission from InP nanocrystals
我们报告的观察场发射从InP纳米晶体外延生长的p-Si纳米尖阵列。我们证明了场发射可以通过用石墨烯覆盖InP纳米晶体来增强。测量是在扫描电子显微镜室内进行的，其中纳米控制的W线用作阳极。用Fowler-Nordheim理论分析了场发射，发现场增强因子随正负极间距的增大而单调增大。我们还表明，InP/p-Si结具有整流行为，而InP上的石墨烯产生欧姆接触。了解这种纳米结的基本原理是纳米电子学应用的关键。
2017-08-06 cond-mat.mes-hall
Dynamic Control of Local Field Emission Current from Carbon Nanowalls
本研究在超高真空系统中以尖锐探针为阳极，通过改变阴阳极间距或叠加交流偏置两种方式调制碳纳米壁局域场发射电流，实现超两个数量级的调制比，验证了其良好的静态稳定性与动态可控性。
2014-09-09 cond-mat.mes-hall
Self-oscillations in field emission nanowire mechanical resonators: a nanometric DC-AC conversion
我们报道了自下而上的纳机电系统（NEMS）在恒定外加电压驱动的场发射过程中观察到的自振荡。探索机电模型，解释的现象，可以直接用于开发集成器件。在第一项研究中，我们已经实现了约50%的DC/AC（直流到交流电）转换。NEMS中的电自振荡为高速自主纳米谐振器和信号发生器的发展开辟了一条新的道路，并表明场发射（FE）是构建新纳米元件的强大工具。
2010-03-30 cond-mat.mes-hall
Sub-Threshold Field Emission from Thin Silicon Membranes
我们报告了在薄硅膜中强烈增强的电子倍增。该装置被配置为用于电子倍增的透射型膜。施加在膜的发射侧上的亚阈值电场将发射的电子的数量提高了两个数量级。这种增强源于入射粒子激发的场发射电子，这表明硅膜的堆叠可以形成超灵敏的电子倍增器。
2007-08-27 cond-mat.mes-hall
Interpreting the empirical field emission equation for large area field emitters
单发射体和大面积场发射体（LAFE）通常使用Murphy-Good（或Fowler-Nordheim）图的斜率和截距来表征，所述斜率和截距用于提取场增强因子和发射面积。使用屏蔽模型，最近已经开发的LAFE，基本假设的有效性进行了研究。结果发现，在一个LAFE的情况下，斜率有贡献的增强因子{ \it以及}的有效数量的超发射体的变化与所施加的字段的速率。因此，发射面积与LAFE中的斜率和截距都有关。当LAFE中的平均间距远大于辐射源高度时，斜率和截距的解释恢复正常。
2022-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
First Principles Calculation of Field Emission from Nanostructures using Time-Dependent Density Functional Theory: a Simplified Approach
本文介绍了一种新的简化方法，在周期模拟池中用从头计算方法计算短碳纳米管中的电子场发射电流。我们使用含时密度泛函理论计算了波函数的演化，其中我们利用了Crank-Nicholson传播子。我们发现，在原始的碳纳米管中，发射的电荷往往主要来自集中在纳米管尖端区域的电子。电荷束集中到特定的通道结构中，显示了碳纳米管在精密发射应用中的实用性。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall
Coherent field emission image of graphene predicted with a microscopic theory
石墨烯的单层原子片中的电子具有微米量级的长相干长度。我们将证明这种相干性是通过电场辅助的电子发射从石墨烯边缘传输到真空中的。给出了发射电流密度的解析表达式。碳π电子的宇称导致图像的中心由于干涉而变暗。对于发射电流密度随赝自旋混合角而消失的扶手椅边缘，预测了具有垂直于边缘的暗体的非对称斑图。干涉图样可以在千开尔文的温度下观察到，作为相干场发射的证据。此外，这种现象导致了一种新的相干电子线源，它可以产生具有与石墨烯边缘长度相当的线性尺寸的扩展对象的干涉图案。
2011-10-09 cond-mat.mes-hall
Observation of field emission from GeSn nanoparticles epitaxially grown on silicon nanopillar arrays
我们应用分子束外延生长锗锡纳米粒子上的Si纳米柱图案化到p型硅晶片。我们使用X-射线光电子能谱学来确认由于部分Sn偏析以及表面Ge氧化物的存在而导致的纳米颗粒表面的金属行为。我们报道了稳定的场发射电流从GeSn纳米粒子的观察。我们证明，可以通过防止GeSn纳米颗粒氧化或通过电应力破坏氧化层来增强场发射。最后，我们表明，GeSn/p-Si结具有整流行为。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall
Room Temperature Coherent and Voltage Tunable Terahertz Emission from Nanometer-Sized Field Effect Transistors
我们报告的反射电光采样测量的太赫兹发射纳米栅长度的InGaAs为基础的高电子迁移率晶体管。实验证明了室温相干栅压可调谐发射。我们建立了太赫兹相干发射的物理机制是有关的等离子体波驱动的同时电流和光激发。随着沟道电流的增加，等离子体频率发生了显著的偏移，发射峰变窄，这是由于载流子密度和漂移速度的增加造成的。
2010-11-18 cond-mat.mes-hall
Laser-induced Field Emission from Tungsten Tip: Optical Control of Emission Sites and Emission Process
研究了飞秒激光脉冲作用下洁净钨针尖产生的场发射图案。观察到强烈不对称的场发射强度分布取决于三个参数：（1）光的偏振，（2）方位角和（3）尖端顶点相对于激光入射方向的极取向。实际上，我们已经实现了一个超快脉冲场致发射源，具有几十纳米的位置选择性。局部领域的尖端和电子发射图案的基础上光激发的非平衡电子分布的模拟解释我们的观察定量。发现电子发射过程依赖于激光功率和尖端电压。在相对较低的激光功率和较高的针尖电压下，双光子光激发后的场发射是主要的过程。在相对低的激光功率和低的尖端电压下，光电发射过程占主导地位。随着激光功率的增加，来自尖端柄部的光电发射变得明显。
2010-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Semi-shunt field emission in electronic devices
我们引入了半分流器的概念，其表示比设备电极之间的距离短的针状金属突起。由于场增强的避雷针类型，它们诱导强电子发射。我们认为在光伏应用中相应的签名效果，它们是：低开路电压和指数强随机设备泄漏。比较所提出的理论与我们的数据为碲化镉太阳能电池，我们得出结论，应力可以刺激半分流的增长，使他们分流故障的前兆。同时，可控半分流器在光电子学中对减轻背场效应也有积极作用。
2014-06-16 cond-mat.mes-hall
Memristive model of hysteretic field emission from carbon nanotube arrays
电子场发射体的某些实例的特征在于其电流-电压特性中的频率依赖性滞后。我们认为，这种发射器可以被归类为忆阻系统，并介绍了一个通用的框架来描述他们的反应。作为一个具体的例子，我们的方法，我们考虑从碳纳米管阵列的场发射。我们的实验结果表明，低场滞后，这可能是由于在所施加的电场中的一些纳米管的静电对齐。我们建立了这种现象的忆阻模型，其结果与实验结果一致。
2016-01-17 cond-mat.mes-hall
Domain wall propagation through spin wave emission
我们从理论上研究了具有硬轴和易轴各向异性的电绝缘铁磁体中的场致畴壁（DW）运动。在低场条件下，自旋波可以通过锁定在已知孤子速度上的自旋波发射沿无耗散导线传播。当存在阻尼时，由于强的面外磁各向异性，该模式出现在Walker击穿场之前，当磁场位于最大DW速度场和Walker击穿场之间时，通常的Walker刚体传播模式变得不稳定。
2012-06-27 cond-mat.mes-hall
Dipole model for far-field thermal emission of a nanoparticle above a planar substrate
我们开发了一个偶极子模型描述的热远场辐射的纳米粒子在附近的基板。通过在我们的描述中包括涡流的贡献以及为纳米颗粒、衬底和背景选择不同温度的可能性，我们概括了现有的模型。我们讨论了不同的温度，颗粒大小，发射角，和距离依赖性的所有四种组合的金和SiC纳米颗粒或基板的影响。
2021-02-10 cond-mat.mes-hall
Penetration of external field into regular and random arrays of nanotubes: Implications for field emission
建立了碳纳米管阵列在外电场中极化的解析理论。由于单个NT尖端附近强场增强的已知静电效应，这种阵列通常用于场发射装置。NT半径与相邻NT之间的间隔的小比率允许我们获得沿NT轴的感应电荷密度分布的渐近精确解。对于一个规则的阵列，这个解决方案允许我们跟踪的抑制场穿透与增加的NT的密度在阵列中。我们表明，对于一个随机阵列，NT密度的波动终止我们的结果的适用性在距离NT提示远大于场穿透深度，其中感应电荷密度已经是指数小。我们的主要结论是，由于集体屏蔽的外部领域的阵列，场发射电流急剧减少密集的阵列相比，一个单独的NT。我们认为，强场发射的原因，描述的福勒-诺德海姆定律和观察到的现实阵列，是构成NT的高度的强烈分散。
2006-06-20 cond-mat.mes-hall
Current flow past an etched barrier: field emission from a two-dimensional electron gas
我们发现，在适当的条件下，电子可以通过一个障碍蚀刻横跨二维电子气（2DEG）从GaAs/AlGaAs异质结的场发射到第二，低密度2DEG形成在衬底深处。的电流-电压特性表现出快速增加的电流在场发射阈值和本征双稳态高于此阈值，与加热不稳定性发生在第二个二维电子气一致。这些结果可以解释最近几个研究小组在一些前栅器件中看到的类似行为。
1997-12-23 cond-mat.mes-hall
Surface Plasmons and Field Electron Emission In Metal Nanostructures
在本文中，我们讨论了由于金属纳米结构，特别是金属顶部的纳米球的表面等离子体共振的场增强，并发现最大场增强的数量级为10^2，强度增强的数量级为10^4。自然地，这些场可以产生电子的场发射的0.5V/V量级的时间场。虽然我们计算的场增强比最近的实验报道的小10倍，我们的结果很好地解释了实验数据。非常大的原子场使完全发射离子的系统不稳定，至少对于静态场是这样，并且产生电击穿。在任何情况下，我们证明，这些数据是惊人的，可以解决问题，在提供稳定的电流的静态场，未来的实验应该做，以获得脉冲电子束。
2012-12-05 cond-mat.mes-hall
Semi-Classical Cutoff Energies for Electron Emission and Scattering at Field-Enhancing Nanostructures with Large Ponderomotive Amplitudes
用于推导电子发射的$10U_p$和高次谐波产生的$3.17U_p$的半经典截止能量的均匀场假设适用于远小于场下降尺度的有质动力振幅（$\propto Eλ^2$）。对于纳米结构的大波长和高场实验，通过预测超出真实经典能量极限的能量，这种假设可能会被打破。在这里，我们提供了广义计算这些截止能量考虑到空间场下降。修改后的截止能量显着不同的均匀场的结果，即使有质动力振幅仍然是一个数量级以下的领域下降的规模。电子发射和散射能量作为电离时间的函数被认为是纳米尖端（$\sim1/r^2$）的场分布。作为绝热性参数$δ$的函数的截止能量，其对于给定的波长、顶点场强和纳米结构尺度可以容易地计算，然后通过对于纳米尖端、纳米叶片（$\sim1/r$）和指数场分布的最大化来确定。这些配置文件偏离彼此的电子发射能量高达近一个因素的有质动力能量，表明中场的配置文件行为的重要性。由于绝热衰减和长脉冲区的平滑积分有质动力，电子发射能量截止也达到了$U_p$的附加因子。为了便于使用，这些结果也提供为双指数拟合。然后，我们比较纳米叶片电子发射截止与电子再散射过程的量子模拟。我们还考虑了一个短（几个周期）脉冲场，专注于余弦脉冲和概述一般载波包络相位依赖关系。
2021-05-21 cond-mat.mes-hall
High Frequency Microwave Emission of a Tri-layer Magnetic Tunnel Junction in the Absence of External Bias-Magnetic Field
对由三层有源磁性层组成的磁性隧道结（MTJ）中直流电流感生微波辐射进行了实验研究。对于这种三层结构，除了包含垂直自由层和面内固定层的常规双层正交MTJ之外，还引入了第二垂直层。我们发现在没有任何外加磁场的情况下，自旋转移矩（STT）引起的微波辐射频率可以达到6 GHz。此外，微波发射观察到的两个电流极化的红移被认为是随着电流的幅度增加。我们讨论了所观察到的双向高频辐射的自旋动力学和红移的物理起源。在这种三层MTJ结构中表现出的独特的微波发射特性可能对未来在纳米级自旋电子器件（例如微波通信和神经形态计算）中的应用有用。
2020-01-13 cond-mat.mes-hall
Optical Control of Field-Emission Sites by Femtosecond Laser Pulses
我们研究了飞秒激光脉冲诱导的干净钨针尖的场发射模式。观察到场发射强度分布的强烈非对称调制依赖于光的偏振和激光入射方向相对于尖端顶点的方位角取向。实际上，我们已经实现了一个超快脉冲场发射源的网站选择性的10纳米尺度。局部领域的尖端和电子发射图案的基础上光激发的非平衡电子分布的模拟解释我们的观察定量。
2009-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
On Super-Planckian thermal emission in far field regime
本文在Landauer理论的框架下，研究了任意不确定平面介质和有限尺寸系统的远场热辐射。我们证明了前者辐射的通量是有界的黑体发射，而对于第二个，在原则上，没有上限，证明了有限尺寸系统的超普朗克热发射的可能性。
2016-02-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Field electron emission mechanism in an ultrathin multilayer planar cold cathode
对具有量子阱结构的多层平板冷阴极（UMPC）的场致电子发射进行了实验和理论研究。我们发现，只要调节UMPC的能级，场电子发射（FE）特性就能得到明显的改善，这是传统FE机理所不能解释的。提出了依赖于量子结构效应的场致电子发射机制，该机制提供了电子发射的有利位置，增强了隧穿能力。提出了一个近似计算公式，可以预测量子场效应增强，理论预测与实验结果接近。
2007-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Field-emission from parabolic tips: current distributions, the net current and effective emission area
来自纳米结构发射器的场发射主要从尖端发生。使用关于顶点周围增强因子变化的最新结果（Biswas等人，Ultramicroscopy 185，1-4（2018）），根据顶点半径$R_a$和顶点处的局部电场$E_a$推导出净发射电子的表面分布以及总能量和正常能量分布的解析表达式。还得到了用这些量表示的净发射电流和有效发射面积的公式。
2018-03-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.plasm-ph
Gate-controlled field emission current from MoS$_2$ nanosheets
利用化学气相沉积法在SiO $_2$ /Si衬底上制备了单层二硫化钼（MoS $_2$）纳米片，制备了n型导电、高开/关比、亚阈值斜率和良好迁移率的场效应晶体管。晶体管沟道电导随着由于氧和水解吸而导致的降低的空气压力而增加。局部场发射测量从边缘的MoS $_2$纳米片在高真空中使用尖端形状的阳极进行。结果表明，施加到Si衬底背栅的电压调制场发射电流。这样的发现，我们归因于栅极偏置降低的MoS $_2$的电子亲和力，使一种新的场效应晶体管的基础上的场发射。
2020-08-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
A cold electron emission spectrum in a low-frequency laser field
本文研究了低频强激光场中金属的冷发射过程。作为扩展的Fowler-Nordheim理论和修改的Simplemen模型的结果，与津贴在金属表面的再散射的电子光谱的表达式。电子谱的数值模拟特征与原子的ATI谱相似，并且与金属的实验表面发射依赖性具有相同的形式。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Field emission from two-dimensional GeAs
GeAs是IV-V族的层状材料，其在电子和光电子器件中的可能应用正引起越来越多的关注。在这项研究中，剥离的多层GeAs纳米片的结构特征，并用作背栅场效应晶体管的沟道。结果表明，它们的栅调制p型导电降低暴露于光或电子束。此外，场发射电流的观测表明GeAs纳米片适合作为电子发射的冷阴极，为二维GeAs在真空电子学中的应用开辟了新的前景。场致发射的开启电场约为80 V/μm，电流密度大于10 A/cm ^2，符合一般的福勒-诺德海姆模型，具有很高的重现性。
2020-07-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Super-Planckian Near-Field Thermal Emission with Phonon-Polaritonic Hyperbolic Metamaterials
本文利用精确的S矩阵计算方法研究了多层双曲型超材料的超普朗克近场热交换。我们研究了两个多层双曲型超材料结构之间的热交换。我们表明，这种超材料的超普朗克发射可以来自表面声子极化激元模式的存在下，或从一个连续的双曲模式取决于复合材料的选择以及结构配置。
2013-02-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Molecular Dynamics Simulations of Field Emission From a Planar Nanodiode
采用高分辨率的分子动力学模拟研究了平面纳米二极管的场发射特性。空间电荷和发射极半径的影响进行了检查，并与以前的结果相比，从福勒-诺德海姆过渡到儿童朗缪尔电流。Fowler-Nordheim定律用于确定注入系统的电流密度，Metropolis-Hastings算法用于找到发射器表面上的有利发射点。一个简单的流体模型也被开发，其结果与模拟定性一致。
2015-03-13 cond-mat.mes-hall physics.plasm-ph
THz emission induced by optical beating in nanometer-length field-effect-transistors
给出了InGaAs晶体管通道中光激发共振单色太赫兹辐射的直接测量实验结果。发射归因于两个连续激光源的拍频的频率$f_0$的通道中的电子-空穴对的光生激发的二维等离子体波。发现Si测辐射热计在$f_0\pm 10$ GHz（$f_0$从0.3到0.5 THz）范围内存在辐射共振，数值结果支持这种高质量的辐射共振可以用晶体管沟道的不稳定性来解释。
2011-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Relativistic Correction of the Field Emission Current in the Fowler-Nordheim Formalism
正如标题所暗示的，本文描述了考虑相对论修正的可能性，从金属的电子场发射的场电流密度。本文为读者提供了经相对论修正后的Fowler-Nordheim方程的一些解析推广。对Fowler-Nordheim方程进行相对论修正，可以考虑相对论性对场发射电流的影响。特别注意，在足够强的电场和相对大的极间距离的情况下，考虑这种校正是必要的。应该强调的是，这种修正对于固定的电极间距离是有效的，电极间距离随着电场强度的增加而减小。这意味着对于0.1至1 GV/m的电场强度，电极间距离不应超过1至0.1 cm的值。本文首先详细叙述了电子波函数的求法。其次，给出了场发射电流的计算。在Fowler-Nordheim近似下，由Klein-Gordon方程求得了位阶的透射系数，并在极间距离小于1cm的情况下，得到了场电子发射电流密度的解析表达式。得出了相对论修正通常不超过百分之零点一的结论。但在电子束的场致电子发射（功函数和电场强度都高得多）中，相对论修正的贡献约为10%。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single Photon Near Field Emission and Revival in Quantum Dots
耦合到量子点的电子态的光子的自发发射的模型对于理解应用于所提出的固态量子计算机、单光子发射器和单光子检测器的电介质中的量子相互作用是重要的。传统上，光子发射的特征寿命是在Weisskopf-Wigner近似下建模的。本文在Weisskopf-Wigner近似下，模拟了量子点的激发态光子的完全量子化自发发射，包括近场效应。我们建议使用离散的中心差分近似来描述单光子状态通过单光子运营商在3+1维。我们在这里进一步表明，可以从传统的电动力学和量子电动力学的描述，在电场和磁场的光子波函数和它的运营商使用狄拉克方程的单光子的传播。
2010-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Implementation of the orthodoxy test as a validity check on experimental field emission data
在场致电子发射（FE）研究中，电流-电压实验数据的质量和有效性的检查和分析是非常重要的，这些数据通常以少数标准形式之一绘制。这些包括所谓的Fowler-Nordheim（FN），Millikan-Lauritsen（ML）和Murphy-Good（MG）图。场致发射正交性测试是一种简单的定量测试，旨在检查可以从这些图中提取的参数“缩放场”的值的合理性。这样做是为了确定从图中提取的表征参数是否可靠，或者可能是假的。本文总结了正统测试背后的理论，为每一个情节形式，并确认它是很容易应用到新开发的MG情节。一个简单的网络工具已经开发出来，提取缩放场值从任何这三个图形式，并测试缺乏场发射正统。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
