Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2024, выпуск 1 » Статья стр. 32
<<<>>>
Термополевая эмиссия в наноструктурах с резонансным туннелированием
DOI: 10.61011/JTF.2024.01.56899.170-23
Российский научный фонд , «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами», 21-19-00226.
Давидович М.В.1
1Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
Email: davidovichmv@info.sgu.ru
Поступила в редакцию: 6 июля 2023 г.
В окончательной редакции: 15 октября 2023 г.
Принята к печати: 18 октября 2023 г.
Выставление онлайн: 25 декабря 2023 г.
PDF версия
Представлена модель термополевой эмиссии в наноструктурах с несколькими барьерами и потенциальными ямами между ними, основанная на строгом определении формы квантового потенциала и строгом решении уравнения Шредингера с учетом теплового баланса и влияния пространственного заряда. Рассмотрены вакуумные и полупроводниковые резонансно-туннельные диодные и триодные структуры с двумя, тремя и более электродами. Приведена формула для коррекции квантового потенциала за счет влияния пространственного заряда. Показано, что в общем случае необходимо рассматривать двустороннее туннелирование и разогрев электродов с разными температурами за счет протекания тока. Рассмотрены условия, когда вклад обратного тока мал, когда можно пренебречь термотоком или туннельным током. Подход может быть распространен на нестационарный случай. Ключевые слова: резонансное туннелирование, термополевая эмиссия, вакуумный нанотриод, потенциальный барьер, квантовая яма.
  1. Д.И. Проскуровский. Эмиссионная электроника (Изд-во ТГУ, Томск, 2010)
  2. C. Herring, M.H. Nichols. Rev. Mod. Phys., 21 (2), 185 (1949)
  3. W.B. Nottingham. Thermionic Emission. In: Electron-Emission Gas Discharges I / Elektronen-Emission Gasentladungen I. Encyclopedia of Physics / Handbuch der Physik (Springer, Berlin, Heidelberg, 1956), v. 4/21. DOI: 10.1007/978-3-642-45844-6_1
  4. G.N. Fursey. Field Emission in Vacuum Micro-Electronics (Kluwer Academic Plenum Publishers, Springer, NY., 2005)
  5. N. Egorov, E. Sheshin. Field Emission Electronics (Springer Series in Advanced Microelectronics, Springer Nature, 2017), v. 60
  6. L. Kevin, R.G. Forbes. Surf. Interface Anal., 36, 395 (2004). DOI: 10.1002/sia.1900
  7. R.G. Forbes. Royal Society Open Science, 6 (12), 190912 (2019). DOI: 10.1098/rsos.190912
  8. K.L. Jensen. J. Vacuum Sci. Technol. B, 21, 1528 (2003). DOI: 10.1116/1.1573664
  9. W.W. Dolan, W.P. Dyke. Phys. Rev., 95 (2), 327 (1954). DOI: 10.1103/PHYSREV.95.327
  10. A. Modinos. Field, Thermionic, and Secondary Electron Emission Spectroscopy (Plenum, NY., 1984)
  11. E.L. Murphy, R.H. Good. Phys. Rev., 102 (6), 1464 (1956). DOI: 10.1103/PhysRev.102.1464
  12. S. Christov. Рhys. Stat. Sol., 17 (11), 11 (1966). DOI: 10.1002/PSSB.19660170103
  13. K.L. Jensen, M. Cahay. Appl. Phys. Lett., 88 (15), 154105 (2006). DOI: 10.1063/1.2193776
  14. K.L. Jensen. J. Appl. Phys., 102, 024911 (2007). DOI: 10.1063/1.2752122
  15. V. Semet, Ch. Adessi, T. Capron, R. Mouton, Vu Thien Binh. Phys. Rev. B, 75, 045430 (2007). DOI: 10.1103/PhysRevB.75.045430
  16. K.L. Jensen. A Thermal-Field-Photoemission, Model and Its Application. In: Modern Developments in Vacuum Electron Sources, TAP, 135, 345 (2020). DOI: 10.1007/978-3-030-47291-7_8
  17. R.G. Forbes. Renewing the Mainstream Theory of Field and Thermal Electron Emission. In: Modern Developments in Vacuum Electron Sources, Springer Nature, ch. 9, 2020. DOI: 10.1007/978-3-030-47291-7_9
  18. А.Б. Петрин. ЖЭТФ, 136 (2), 369 (2009). [A.B. Petrin. J. Exp. Theor. Phys., 109 (2), 314 (2009). DOI: 10.1134/S1063776109080184]
  19. А.Б. Петрин. ЖЭТФ, 151 (6), 1005 (2017). [A.B. Petrin. J. Exp. Theor. Phys., 124 (6), 854 (2017). DOI: 10.1134/S1063776117050156]
  20. K.L. Jensen, M.S. McDonald, M.K. Dhillon, D. Finkenstadt, A. Shabaev, M. Osofsky. J. Vacuum Sci. Technol. B, 40, 022801 (2022). DOI: 10.1116/6.0001656
  21. С.П. Бугаев, Е.А. Литвинов, Г.А. Месяц, Д.И. Проскуровский. УФН, 115, 101 (1975). [S.P. Bugaev, E.A. Litvinov, G.A. Mesyats, D.I. Proskurovskii. Sov. Phys. Usp., 18, 51 (1975). DOI: 10.1070/PU1975v018n01ABEH004693]
  22. M.V. Davidovich, I.S. Nefedov, O.E. Glukhova, M.M. Slepchenkov. J. Appl. Phys., 130, 204301 (2021). DOI: 10.1063/5.0067763
  23. М.В. Давидович. ЖТФ, 92 (9), 1387 (2022). [M.V. Davidovich. Tech. Phys., 67 (9), 1196 (2022)]. DOI: 10.21883/TP.2022.09.54684.257-21]
  24. J. Robertson. Mater. Sci. Eng. R, 37, 129 (2002). DOI: 10.1016/S0927-796X(02)00005-0
  25. В.И. Хвесюк, А.С. Скрябин. ТВТ, 55 (3), 447 (2017). [V.I. Khvesyuk, A.S. Scriabin. High Temperature, 55 (3), 428 (2017). DOI: 10.1134/S0018151X17030129]
  26. А.С. Дмитриев. Введение в нанотеплофизику (БИНОМ. Лаборатория знаний, М., 2015)
  27. Y. Dubi, M. Di Ventra. Rev. Mod. Phys., 83 (1), 131 (2011). DOI: 10.1103/RevModPhys.83.131
  28. G. Chen, A. Shakouri. Trans. ASME, 124 (4), 242 (2002). DOI: 10.1115/1.1448331
  29. Y. Ezzahri, K. Joulain, J. Ordonez-Miranda. J. Appl. Phys., 128, 105104 (2020). DOI: 10.1063/5.0017188
  30. D.G. Cahilla, W.K. Ford, K.E. Goodson, G.D. Mahan, A. Majumdar, H.J. Maris, R. Merlin, S.R. Phillpot. J. Appl. Phys., 93, 793 (2003). DOI: 10.1063/1.1524305
  31. Y.K. Koh, D.G. Cahill, B. Sun. Phys. Rev. B, 90, 205412 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevB.90.205412
  32. B. Vermeersch, A. Shakouri. Nonlocality in Мicroscale Нeat Сonduction. https://arxiv.org/abs/1412.6555 (2014)
  33. Ю.А. Кругляк. Наноэлектроника " снизу--вверх" (Изд-во Стрельбицкого, Киев, 2016)
  34. R. Tsu, L. Esaki. Appl. Phys. Lett., 22 (11), 562 (1973). DOI: 10.1063/1.1654509 (1973)
  35. L.L. Chang, L. Esaki, R. Tsu. Appl. Phys. Lett., 24, 593 (1974). DOI: 10.1063/1.1655067
  36. S.Z. Deng, H.T. Xu, X.G. Zhen, Jun Zhou, Jun Chen, N.S. Xu. Effect of Temperature on Field Emission Properties from Nanoclusters of Tungsten Oxide on Silicon Carbide IEEE/CPMT/SEMI. 28th International Electronics Manufacturing Technology Symposium, 07-11 July 2003, IEEE. DOI: 10.1109/IVMC.2003.1223047
  37. Y. Arakawa, A. Yariv. IEEE J. Quant. Electron., 22 (9), 1887 (1986). DOI: 10.1109/JQE.1986.1073185
  38. E.X. Ping, H.X. Jiang. Phys. Rev. B, 40 (17), 11792 (1989). DOI: 10.1103/PhysRevB.40.11792
  39. O. Pinaud. J. Appl. Phys., 92 (4), 1987 (2002). DOI: 10.1063/1.1494127
  40. L. Esaki. IEEE J. Quant. Electron., 22 (9), 1611 (1986). DOI: 10.1109/JQE.1986.1073162
  41. В.Ф. Елесин. ЖЭТФ, 128 (5), 922 (2005). [V.F. Elesin. J. Exp. Theor. Phys., 101, 795 (2005). DOI: 10.1134/1.2149060]
  42. В.Ф. Елесин, Ю.В. Копаев. ЖЭТФ, 123 (6), 1308 (2003). [V.F. Elesin, Y.V. Kopaev. J. Exp. Theor. Phys., 96, 1149 (2003). DOI: 10.1134/1.1591227]
  43. В.Ф. Елесин. ЖЭТФ, 116 (2), 704 (1999). [V.F. Elesin. J. Exp. Theor. Phys., 89, 377 (1999). DOI: 10.1134/1.558994]
  44. В.Ф. Елесин. ЖЭТФ, 112 (2), 483 (1997). [V.F. Elesin. J. Exp. Theor. Phys., 85, 264 (1997). DOI: 10.1134/1.558273]
  45. В.Ф. Елесин. ЖЭТФ, 121 (4), 925 (2002). [V.F. Elesin. J. Exp. Theor. Phys., 94, 794 (2002). DOI: 10.1134/1.1477905]
  46. В.Ф. Елесин. ЖЭТФ, 144 (5), 1086 (2013). [V.F. Elesin. J. Exp. Theor. Phys., 117, 950 (2013). DOI: 10.1134/S1063776113130104]
  47. В.Ф. Елесин. ЖЭТФ, 145 (6), 1078 (2014). [V.F. Elesin. JETP, 118 (6), 951 (2014). DOI: 10.1134/S1063776114060041]
  48. М.В. Давидович. Письма в ЖЭТФ, 110 (7), 465 (2019). [M.V. Davidovich. J. Exp. Theor. Phys. Lett., 110 (7), 472 (2019). DOI: 10.1134/S0370274X19190068]
  49. М.В. Давидович, Р.К. Яфаров. ЖТФ, 88 (2), 283 (2018). [M.V. Davidovich, R.K. Yafarov. Tech. Phys., 63 (2), 274 (2018). DOI: 10.1134/S106378421802010X]
  50. М.В. Давидович, Р.К. Яфаров. ЖТФ, 89 (8), 1282 (2019). [M.V. Davidovich, R.K. Yafarov. Tech. Phys., 64 (8), 1210 (2019). DOI: 10.21883/JTF.2019.08.47905.402-18]
  51. Ю.А. Чаплыгин, В.К. Неволин, В.А. Петухов. ДАН, 436 (2), 179 (2011). [Yu.A. Chaplygin, V.K. Nevolin, V.A. Petukhov. Dokl. Phys., 56, 1 (2011). DOI: 10.1134/S1028335811010058]
  52. J.G. Simmons. J. Appl. Phys., 34, 1793 (1963). DOI: 10.1063/1.1702682

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.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme