Польова емісія з перспективних катодів на основі наноструктурованого SiC: новий підхід до врахування коефіцієнта посилення поля

Abstract

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.