Вышедшие номера
Анализ эмиссии электронов с одиночного кремниевого катода в квазивакуумную (воздушную) среду методом атомно-силовой микроскопии
Минобрнауки России, Грант президента РФ, 075-15-2019-1139
Евсиков И.Д.1, Митько С.В.1, Глаголев П.Ю.1, Дюжев Н.А.1, Демин Г.Д.1
1Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Зеленоград, Москва, Россия
Email: evsikov.ilija@yandex.ru
Поступила в редакцию: 16 апреля 2020 г.
В окончательной редакции: 16 апреля 2020 г.
Принята к печати: 16 апреля 2020 г.
Выставление онлайн: 15 июля 2020 г.

Методом атомно-силовой микроскопии экспериментально рассмотрены особенности полевой эмиссии электронов с одиночного кремниевого катода острийного типа в квазивакуумную (воздушную) среду. В бесконтактном режиме работы атомно-силового микроскопа измерены вольт-амперные характеристики одиночного катода с нанометровым радиусом закругления вершины при расстояниях 10 и 20 nm между вершиной катода и вершиной измерительного зонда. Проведено моделирование распределения электрических полей как на поверхности вершины одиночного катода, так и на поверхности вершин отдельно взятых катодов в составе массива, на основе которого сделана теоретическая оценка фактора усиления электрического поля в зависимости от расстояния "катод-зонд". Показано, что фактор усиления поля, рассчитанный из экспериментальных ВАХ в координатах Фаулера-Нордгейма, на несколько порядков превышает величину, полученную из теоретических расчетов, что указывает на необходимость учета дополнительных квантово-размерных эффектов, играющих важную роль в формировании тока эмиссии электронов в наноразмерном зазоре. Ключевые слова: полевая эмиссия, атомно-силовая микроскопия, кремниевые полевые нанокатоды, коэффициент усиления поля.
  1. Seshan K. in Handbook of Thin Film Deposition. Elsevier, 2018. P. 19-41. DOI: 10.1016/B978-0-12-812311-9.00002-5
  2. Nirantar S., Ahmed T., Bhaskaran M., Han J.-W., Walia S., Sriram S. // Adv. Intel. Systems. 2019. Vol. 1. P. 1900039. DOI: 10.1002/aisy.201900039
  3. Han J.-W., Moon D.-I., Meyyappan M. // Nano Lett. 2017. Vol. 17. P. 2146. DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b04363
  4. Han J.-W., Seol M.-L., Moon D.-L., Hunter G., Meyyappan M. // Nat. Electron. 2019. Vol. 2. P. 405. DOI: 10.1038/s41928-019-0289-z
  5. Han J.-W., Oh J.S., Meyyappan M. // IEEE Trans. Nanotech. 2014. Vol. 13. P. 464. DOI: 10.1109/TNANO.2014.2310774
  6. Nirantar S., Ahmed T., Ren G., Gutruf P., Xu C., Bhaskaran M., Walia S., Sriram S. // Nano Lett. 2018. Vol. 18. P. 7478. DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b02849
  7. Xu J., Wang Q., Tao Z., Zhai Y., Guangdian C., Qi Z., Zhang X. // IEEE Trans. Electron Dev. 2017. Vol. 64. P. 2364. DOI: 10.1109/TED.2017.2673853
  8. Xu J., Hu H., Yang W., Li C., Shi Y., Shi Y., Wang Q., Zhang X. // Nanotechnology. 2020. Vol. 31. P. 065202. DOI: 10.1088/1361-6528/ab51cb
  9. Liu M., Fu W., Yang Y., Li T., Wang Y. // Appl. Phys. Lett. 2018. Vol. 112. P. 093104. DOI: 10.1063/1.4996370
  10. Chang W.-T., Hsu H.-J., Pao P.-H. // Micromachines. 2019. Vol. 10. P. 858. DOI: 10.3390/mi10120858
  11. Chatterjee V., Harniman R., May P.W., Barhai P.K. // Appl. Phys. Lett. 2014. Vol. 104. P. 171907. DOI: 10.1063/1.4875059
  12. Конакова Р.В., Охрименко О.Б., Светличный А.М., Агеев О.А., Волков Е.Ю., Коломийцев А.С., Житяев И.Л., Спиридонов О.Б. // ФТП. 2015. Т. 49. Вып. 9. С. 1278-1281. [ Konakova R.V., Okhrimenko O.B., Svetlichnyi A.M., Ageev O.A., Volkov E. Yu., Kolomiytsev A.S., Jityaev I.L., Spiridonov O.B. // Semiconductors. 2015. Vol. 49. N 9. P. 1242-1245. DOI: 10.1134/S1063782615090146]
  13. Дюжев Н.А., Демин Г.Д., Филиппов Н.А., Евсиков И.Д., Глаголев П.Ю., Махиборода М.А., Чхало Н.И., Салащенко Н.Н., Филиппов С.В., Колосько А.Г., Попов Е.О., Беспалов B.A. // ЖТФ. 2019. Т. 89. Вып.12. С. 1836-1842. [ Djuzhev N.A., Demin G.D., Filippov N.A., Evsikov I.D., Glagolev P.Y., Makhiboroda M.A., Chkhalo N.I., Salashchenko N.N., Filippov S.V., Kolosko A.G., Popov E.O., Bespalov V.A. // Tech. Phys. 2019. Vol. 64. N 12. P. 1742.] DOI: 10.1134/S1063784219120053
  14. Jung S.M., Hahn J., Jung H.Y., Suh J.S. // Nano Lett. 2006. Vol. 6. P. 1569-1573. DOI: 10.1021/nl060437q
  15. Zhu N., Chen J. // Micromachines. 2017. Vol. 8. P. 162. DOI: 10.3390/mi8050162
  16. Guerrera S.A., Akinwande A.I. // Nanotechnology. 2016. Vol. 27. P. 295302. DOI: 10.1088/0957-4484/27/29/295302
  17. Demin G.D., Djuzhev N.A., Filippov N.A., Glagolev P.Yu., Evsikov I.D., Patyukov N.N. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2019. Vol. 37. P. 022903. DOI: 10.1116/1.5068688
  18. Qian L., Wang Y., Liu L., Fan S. // J. Vac. Sci. Technol. B. 2010. Vol. 28. P. 562. DOI: 10.1116/1.3372333
  19. Forbes R.G., Edgcombe C.J., Valdre U. // Ultramicroscopy. 2003. Vol. 95. P. 57. DOI: 10.1016/s0304-3991(02)00297-8
  20. Попов Е.О., Колосько А.Г., Чумак М.А., Филиппов С.В. // ЖТФ. 2019. Т. 89. Вып. 10. С. 1615-1625. [ Popov E.O., Kolosko A.G., Chumak M.A., Filippov S.V. // Tech. Phys. 2019. Vol. 64. N 10. P. 1530. DOI: 10.1134/S1063784219100177]
  21. COMSOL Multiphysics. Vol. 5.5. COMSOL AB, Stockholm, Sweden, https://www.comsol.com/
  22. Nguyen H.D., Kang J.S., Li M., Hu Y. // Nanoscale. 2019. Vol. 11. P. 3129. DOI: 10.1039/c8nr07912a
  23. Huang Y., Deng Z., Wang W., Liang C., She J., Deng S., Xu N. // Sci. Rep. 2015. Vol. 5. P. 10631. DOI: 10.1038/srep10631
  24. Driscoll J.A., Bubin S., French W.R., Varga K. // Nanotechnology. 2011. Vol. 22. P. 285702. DOI: 10.1088/0957-4484/22/28/285702

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.