Please use this identifier to cite or link to this item: http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/72845
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Relativistic Correction of the Field Emission Current in the Fowler-Nordheim Formalism
Other Titles Релятивістська корекція струму польової емісії у формалізмі Фаулера-Нордгейма
Authors Pasko, Olha Oleksandrivna  
Lebedynskyi, S.O.
Kholodov, R.I.
ORCID http://orcid.org/0000-0001-9626-6636
Keywords польова емісія
темновий струм
релятивізм
рівняння Клейна-Гордона
рівняння Фаулера-Нордгейма
field emission
dark current
relativism
Klein–Gordon equation
Fowler-Nordheim equation
Type Article
Date of Issue 2019
URI http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/72845
Publisher Sumy State University
License
Citation Lebedynskyi, S.O. Relativistic Correction of the Field Emission Current in the Fowler-Nordheim Formalism [Текст] / S.O. Lebedynskyi, O.O. Pasko, R.I. Kholodov // Журнал нано- та електронної фізики. - 2019. - Т. 11, № 2. - 02022. - DOI: 10.21272/jnep.11(2).02022
Abstract У статті описана можливість врахування релятивістської поправки до густини струму польової емісії електронів з металу. Представлено деяке аналітичне узагальнення рівняння Фаулера-Нордгейма з релятивістською поправкою. Релятивістська поправка рівняння Фаулера-Нордгейма дозволяє врахувати вплив релятивізму на польовий емісійний струм. Відзначимо, що врахування цієї поправки є необхідним у випадку досить сильних електричних полів і відносно великих міжелектродних відстаней. Слід підкреслити, що ця поправка справедлива для фіксованих міжелектродних відстаней, які зменшуються зі збільшенням напруженості електричного поля. Це означає, що для напруженості електричного поля від 0.1 до 1 ГВ/м відстань між електродами не повинна перевищувати значень від 1 до 0.1 см. Спочатку в статті детально йдеться про знаходження хвильової функції електрону. Далі наводяться розрахунки польової емісії електронів. У результаті знайдено коефіцієнт проходження потенціального бар’єру з рівняння Клейна-Гордона в рамках наближення Фаулера-Нордгейма. Отримано аналітичний вираз для густини струму поля електронів у випадку міжелектродної відстані менше 1 см. Зроблено висновок, що зазвичай релятивістська поправка не перевищує десятої частини відсотка. Але у випадку польової електронної емісії з пульсарів (де робота виходу та напруженість електричного поля набагато вища) внесок релятивістської поправки становить близько 10%.
As the title implies the article describes the possibility of taking into account the relativistic correction to the field current density of the field emission of electrons from the metal. The article provides the reader with some analytic generalization of the Fowler-Nordheim equation with the relativistic correction. The relativistic correction to the Fowler-Nordheim equation makes it possible to take into account the influence of the relativism on the field emission current. It is especially noted that the consideration of this correction is necessary in the case of sufficiently strong electric fields and relatively large interelectrode distances. It should be stressed that this correction is valid for fixed interelectrode distances that decrease with increasing electric field strength. It means that for the electric field strength of 0.1 to 1 GV/m the interelectrode distance should not exceed values of 1 to 0.1 cm. First in the article it is spoken in detail about finding of the electron wave function. Next the field emission current calculations are given. As a result the transmission coefficient of the potential step from the Klein-Gordon equation within the framework of the Fowler-Nordheim approximation is found. It is shown that in the case of the interelectrode distance less than 1 cm, an analytical expression for the field electron emission current density is obtained. The conclusion that usually relativistic correction does not exceed a tenth of a percent is made. But in the case of the field electron emission from pulsars (where the work function and electric field strength are much higher) the contribution of the relativistic correction about 10 % has been established.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

Belgium Belgium
1
Germany Germany
1
Ireland Ireland
7895
Japan Japan
1
Lithuania Lithuania
1
Ukraine Ukraine
16426340
United Kingdom United Kingdom
436699
United States United States
46001064
Unknown Country Unknown Country
872908
Vietnam Vietnam
987

Downloads

Algeria Algeria
1
Lithuania Lithuania
1
Ukraine Ukraine
4596452
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
46001062
Unknown Country Unknown Country
985
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Lebedynskyi_Pasko_jnep_2_2019.pdf 280.77 kB Adobe PDF 50598503

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.