Теоретическое исследование особенностей автоэлектронной эмиссии с углеродных объектов

• Автор: Катков, Всеволод Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 87 с. : ил.

Оглавление
Введение
1 Метод независимых каналов при расчете плотности тока эмиссии с нанотрубок и кристаллического графита
1.1 Закон автоэлектронной эмиссии для одностеночных углеродных нанотрубок
1.2 Закон автоэлектронной эмиссии для кристалла гексагонального графита
1.2.1 Невзаимодействующие листы
1.2.2 Простой гексагональный графит
1.2.3 Простой гексагональный графит. Перпендикулярное слоям электрическое поле
1.2.4 Анализ законов эмиссии для простого гексагонального графита. Эффект модуляции плотности тока деформациями
2 Метод независимых каналов при расчете распределения эмитированных электронов по энергии при эмиссии с многослойного графена
2.1 Графеновые нанолисты. Квантово-размерные эффекты при
эмиссии
2.2 Зонная структура многослойных графенов
2.3 Распределение эмитированных электронов по энергиям при
автоэлектронной эмиссии из углеродных листов, состоящих
из нескольких графитовых слоев, с упаковкой Бернала
2.4 Обсуждение результатов
3 Влияние геометрии эмиттера на автоэлектронную эмиссию
3.1 Протяженный и осесимметричный эмиттеры
3.2 Электрическое поле вокруг протяженного полу-
эллиптического металлического выступа (бортика)
3.3 Потенциал взаимодействия элементарного заряда с металлическим цилиндром
3.3.1 Уравнение Пуассона для функции Грина в цилиндрических координатах
3.3.2 Потенциал свободного заряда
3.3.3 Элементарный заряд в присутствии цилиндрической металлической поверхности
3.3.4 Аппроксимация для потенциала сил отражения в случае цилиндра
3.4 Расчет геометрических эффектов
Заключение
Благодарности
Литература

Введение
Объект исследования и актуальность темы. В 1995 году три научные группы (Чернозатонского /1/, де Хира /2/ и Ринзлера /3/) обнаружили, что углеродные нанотрубки (УНТ) обладают хорошими автоэмиссионными свойствами: эмиссия характеризуется малыми пороговыми напряжениями, большими токами и хорошей временной стабильностью. Нанотрубки представляют собой сильно вытянутые цилиндры, которые свернуты из одного листа графита — графена, их хорошие эмиссионные свойства обусловлены большим аспектным отношением (отношение длины к радиусу), хорошими механическими свойствами, достаточно большой электропроводностью, а также тем, что УНТ образованы из атомов, соединенных не металлическими, а ковалентными связям. Последнее обстоятельство существенно увеличивает энергию активации атомов поверхностной миграции и приводит к повышению стабильность процесса эмиссии /4/.
В 1998 году Ванг с коллегами разработал дисплей, работающий на УНТ /5/, а в 2000 году был изготовлен первый источник света на данном материале /6/. Сейчас многие научные коллективы проектируют различные приборы, основанные на автоэлектронной эмиссии с углеродных нанотрубок (например, яркие лампы, рентгеновские трубки, источники электронов для электронных микроскопов с высоким разрешением).
Экспериментальному измерению автоэлектронной эмиссии из нанотрубок и массивов из них посвящено множество работ /7, 8, 9, 10, 11, 12,

Рис. 1.12. Одномерные дисперсионные соотношения для электронной области. Канал 3 содержит заполненные электронные состояния. Канал 4 их не содержит и не вносит вклада в эмиссионный ток. Д определяет расстояние от экстремума до уровня Ферми. Эмиссия происходит в направлении х.