ПРО ФІЗИЧНУ ПРИРОДУ ПОЛЬОВОЇ ЕМІСІЇ З НАНОАРКУШІВ ZnO
DOI:
https://doi.org/10.18524/1815-7459.2024.1.300941Ключові слова:
польова емісія, наноаркуш, коефіцієнт підсилення поля, робота виходуАнотація
Проведений аналіз дозволяє встановити фізичну природу процесу польової емісії з наноаркушів ZnO. Показано, що можливому діапазону ефективних значень роботи виходу з вершини наноаркуша відповідають значення коефіцієнту підсилення поля β порядку 20000. Таким значенням β і висоті наноаркуша порядку мкм відповідають субнанометрові величини радіуса вершини наноаркуша, що добре узгоджується з експериментально відомим фактом: польова емісія з наноструктурованої поверхні майже вся відбувається з кількох верхніх атомів нанопротрузії. Отже, ефективна емісія відбувається лише з вельми незначної частини загальної поверхні катоду, проте велике значення коефіцієнта підсилення поля β забезпечує помітне значення густини емісійного струму порядку 3∙10-4 А/м2 для поля вмикання порядку 3∙106 В/м.
Посилання
M. Oshikiri, Y. Imanaka, F. Aryasetiawan, G. Kido. Comparison of the electron effective mass of the n-type ZnO in the wurtzite structure measured by cyclotron resonance and calculated from first principle theory. Physica B: Condensed Matter 298, 472–476 (2001).
Yanli Kang, Feng Yu, Lu Zhang, Wenhao Wang, Long Chen, Yingchun Li. Review of ZnO-based nanomaterials in gas sensors. Solid State Ionics 360, 115544 (2021).
C. C. Yang, H. C. Yu, Y. K. Su, M. Y. Chuang, C. H. Hsiao, T. H. Kao. Noise Properties of Ag Nanoparticle-Decorated ZnO Nanorod UV Photodetectors. IEEE Photonics Technol. Lett. 28, 379–382 (2016).
Sheng-Joue Young, Yi-Hsing Liu, and Jen-Tse Chien. Improving Field Electron Emission Properties of ZnO Nanosheets with Ag Nanoparticles Adsorbed by Photochemical Method. ACS Omega 3, 8135–8140 (2018).
Anatoliy Evtukh, Hans Hartnagel, Oktay Yilmazoglu, Hidenori Mimura and Dimitris Pavlidis. Vacuum Nanoelectronic Devices: Novel Electron Sources and Applications. John Wiley & Sons, Ltd., 2015.
Filippo Giubileo, Antonio Di Bartolomeo, Laura Iemmo, Giuseppe Luongo and Francesca Urban. Field Emission from Carbon Nanostructures. Applied Sciences. 8, 526 (2018).
Debabrata Biswas. A universal formula for the field enhancement factor. Physics of Plasmas. 25, 043113 (2018).
A. M. Horiachko, D. O. Korzh, D. V. Slobodianiuk, M. V. Strikha. Polova emisiia z perspektyvnykh katodiv na osnovi nanostrukturovanoho SiC: novyi pidkhid do vrakhuvannia koefitsiienta posylennia polia. Fizyka i khimiia tverdoho tila. 23, 347–352 (2022) (in Ukrainian).
Mathias Schnippering, Michel Carrara, Annette Foelske, Rudiger Kotz, and David J. Fermin. Electronic properties of Ag nanoparticle arrays. A Kelvin probe and high resolution XPS study. Phys. Chem. Chem. Phys., 9, 725–730 (2007).
A. M. Goriachko, M. V. Strikha. Nanostructured SiC as a promising material for the cold electron emitters. Semiconductor physics, quantum electronics and optoelectronics. 24, 355–361 (2021).
Xin Yin, Yeqi Shi, Yanbing Wei, Yongho Joo, Padma Gopalan, Izabela Szlufarska, Xudong Wang. Unit Cell-Level Thickness Control of Single-Crystalline Zinc Oxide Nanosheets Enabled by Electrical Double Layer Confinement. Langmuir, 33, 7708–7714 (2017).
E. W. Muller, T. T. Tsong. Fild Ion Microscopy. Principles and Applications. Elsevier, New York, 1969.
I. Brodie, S. H. Chou, H. Yuan. A general phenomenological model for work function. Surface Science, 625, 112–118 (2014).
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, 179–182 (2019).
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Авторське право переходить Видавцю.
