Blade-like field cathode with a dielectric coating mathematical modeling

Николай Васильевич Егоров; Екатерина Михайловна Виноградова; Григорий Геннадьевич Доронин

doi:10.21638/11701/spbu10.2023.106

Авторы

Николай Васильевич Егоров Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9 https://orcid.org/0000-0003-4721-1377
Екатерина Михайловна Виноградова Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9 https://orcid.org/0000-0002-2333-5626
Григорий Геннадьевич Доронин Санкт-Петербургский государственный университет, Российская Федерация, 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7-9

DOI:

https://doi.org/10.21638/11701/spbu10.2023.106

Аннотация

В работе представлены результаты моделирования двумерной диодной эмиссионной системы на основе полевого катода лезвийной формы в полярной системе координат. Вершина эмиттера представляет собой окружность, на которую нанесено диэлектрическое покрытие. Анод - окружность, коаксиальная вершине эмиттера. На катоде задано граничное условие первого рода, на аноде - первого и второго рода. Задача вычисления - распределение электростатического потенциала - сведена к решению системы линейных алгебраических уравнений с постоянными коэффициентами. Все геометрические размеры системы и потенциалы на электродах являются параметрами задачи.

Ключевые слова:

микро- и наноэлектроника, полевой эмиттер, математическое моделирование, распределение электростатического потенциала, граничная задача

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

References

Forbes R. G. Renewing the mainstream theory of field and thermal electron emission. Topics in Applied Physics, 2020, vol. 135, pp. 387-447.

Rughoobur G., Ilori O. O., Akinwande A. I. Scanning anode field emission microscopy of a single Si emitter. Journal of Vacuum Science and Technology B, 2022, vol. 40, iss. 4, no. 042803.

Sankaran K. J., Kurian J., Sundaravel B., Lin I.-N., Haenen K. Diamond-gold nanohybrids - an enhanced cathode material for field electron emitter applications. Journal of Physics D: Applied Physics, 2021, vol. 54, iss. 5, no. 053002.

Bernatskii D., Pavlov V. Creating graphene and graphite coatings on metal field electron emitters to improve their characteristics. Journal of Physics: Conference Series, 2020, vol. 1697, iss. 1, no. 012245.

Al Soud A., Al Buqain R. N., Mousa M. S. Composite metallic nanoemitters coated with a layer of insulator covered by Au layer. Jordan Journal of Physics, 2020, vol. 13, iss. 3, pp. 253-262.

Sominskii G., Tumareva T., Taradaev E. Protective coatings for tip field emitters operating at high voltages. 2016 14th International Baltic Conference on Atomic Layer Deposition, BALD 2016 - Proceedings, 2017, no. 7886540, pp. 66-67.

Sominskii G. G., Tumareva T. A., Taradaev E. P., Rukavitsina A. A., Givargizov M. E., Stepanova A. N. Annular multi-tip field emitters with metal-fullerene protective coatings. Technical Physics, 2019, vol. 64, iss. 2, pp. 270-273.

Sominskii G. G., Sezonov V. E., Taradaev S. P., Vdovichev S. N. Multilayer field emitters made of contacting hafnium and platinum nanolayers. Technical Physics, 2019, vol. 64, iss. 1, pp. 116-120.

Vinogradova E. M., Egorov N. V. Effect of dielectrics on the field emission characterisrics in the diode system modelling. Results in Physics, 2021, vol. 30, no. 104822.

Filippov S. V., Dall'Agnol F. F., de Assis T. A., Popov E. O., Kolosko A. G. Properties of blade-like field emitters. Ultramicroscopy, 2022, vol. 233, no. 113462.

Vinogradova E. M., Egorov N. V., Starikova A. V., Varayun M. I. Calculating a multipole cylindrical electrostatic system. Technical Physics, 2017, vol. 87, iss. 5, pp. 791-794.

Kurbatova G. I., Vinogradova E. M. Analiticheskiye i chislennyye resheniya dvumernykh zadach teploprovodnosti i elektronnoy optiki [Analytical and numerical solutions of two-dimensional problems of heat conduction and electronic optics]. Vestnik of Saint Petersburg University. Applied Mathematics. Computer Sciences. Control Processes, 2021, vol. 17, iss. 4, pp. 345-352. https://doi.org/10.21638/11701/spbu10.2021.403 (In Russian)