Вплив вакансій і пор, що виникають при опроміненні в поверхневому шарі металу, на струм польової емісії

Автори І.І. Мусієнко, Р.І. Холодов
Приналежність

Інститут прикладної фізики Національної академії наук України, вул. Петропавлівська, 58, 40000 Суми, Україна

Е-mail igor-musienko@ukr.net
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 3
Дати Одержано 24 лютого 2019; у відредагованій формі 10 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019
Посилання І.І. Мусієнко, Р.І. Холодов, Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03015 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03015
PACS Number(s) 79.70. + q, 03.65.Ge
Ключові слова Польова емісія (2) , Потенціальний бар'єр (2) , Коефіцієнт прозорості потенціального бар'єру, Товщина модифікації поверхні металу, Високоградієнтний пробій.
Анотація

Розв’язана квантово-механічна задача про рух електрона через модельний потенціальний бар’єр системи метал-вакуум з введенням додаткового приповерхневого дипольного шару. Проведено аналі-тичне узагальнення формули Фаулера-Нордгейма для розглянутого потенціального бар'єру. Введення додаткового дипольного шару використовується як спосіб врахування впливу вакансій і пор, що виникають при опроміненні у поверхневому шарі металу на густину струму польової емісії. Враховуючи умови неперервності хвильових функцій і їх похідних на межі розділу двох середовищ, одержано загальні вирази для коефіцієнта прозорості потенціального бар’єру та густини струму польової емісії. Показано вплив ефективної товщини додаткового приповерхневого дипольного шару на величину польового емісійного струму. Таким чином, цей метод застосовується для врахування впливу на густину струму польової емісії вакансій і пор, утворених опроміненням поверхні металу. З’ясовано, що густина струму польової емісії, з врахуванням впливу утворених вакансій і пор опроміненням поверхні металу іонами Cu2+ з енергією 300 кеВ протягом часу обробки 5 · 10 3 c поверхні міді дозою 1.6 ∙ 10 21 м − 2, менша у 1.3 рази відносно значення густини струму Фаулера-Нордгейма. Наведено наближення, пов'язані з одержанням формули Фаулера-Нордгейма для густини струму. Розглянутий підхід має більш наочні математичні вирази, ніж попередні теоретичні дослідження явища польової емісії. Ця робота може бути корисною основою для дослідження проходження електронів через потенціальні бар'єри, для яких ще не існує точної аналітичної теорії.

Перелік посилань