RU2529452C1 - Method of non-contact determination of amplification of local electric field and work function in nano or microstructural emitters - Google Patents

Method of non-contact determination of amplification of local electric field and work function in nano or microstructural emitters Download PDF

Info

Publication number
RU2529452C1
RU2529452C1 RU2013112128/28A RU2013112128A RU2529452C1 RU 2529452 C1 RU2529452 C1 RU 2529452C1 RU 2013112128/28 A RU2013112128/28 A RU 2013112128/28A RU 2013112128 A RU2013112128 A RU 2013112128A RU 2529452 C1 RU2529452 C1 RU 2529452C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
emitter
voltage
value
work function
photoemission
Prior art date
Application number
RU2013112128/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013112128A (en
Inventor
Гариф Газизович Акчурин
Георгий Гарифович Акчурин
Николай Павлович Абаньшин
Александр Николаевич Якунин
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Университет Имени Н.Г. Чернышевского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Университет Имени Н.Г. Чернышевского" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Университет Имени Н.Г. Чернышевского"
Priority to RU2013112128/28A priority Critical patent/RU2529452C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2529452C1 publication Critical patent/RU2529452C1/en
Publication of RU2013112128A publication Critical patent/RU2013112128A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: dark characteristic of tunnel emission current is measured with increase of voltage on the anode and the value of voltage V is determined, the measured surface of the emitter is eradiated with a laser beam of ultraviolet or visible band with a fixed value of optical power and wavelength λ1, the value of tunnel photoemissive current at increase of voltage on the anode is measured, and the value of voltage V∞λ1 is fixed, the value of work function A and value of amplification of local electric field β In a spatial area of the emitter irradiation from the given relation are determined, or the measured surface of the emitter is eradiated additionally with a laser beam at another wavelength λ2 of ultraviolet or visual band with maximum difference with reference to the first wavelength, the value of voltage V∞λ2 is determined, and also the value of amplification of a local electric field in a spatial area of the emitter irradiation and value of the work function A from the given relation are determined.
EFFECT: possibility for determination of local electric field at simultaneous determination of work function of electrons from the emitter.
4 dwg

Description

Изобретение относится к вакуумной микроэлектронике и может быть использовано при создании вакуумных приборов СВЧ микроэлектроники с холодной автоэмиссией эмиттера, в матричных вакуумных дисплеях и визуализаторах.The invention relates to vacuum microelectronics and can be used to create vacuum devices for microwave microelectronics with cold field emission of the emitter, in matrix vacuum displays and visualizers.

Известен оптический метод определения работы выхода из эмиттера основанный на измерении оптического спектра пропускания или отражения при облучении эмиттера оптическим излучением в ультрафиолетовой и видимой области спектра и измерении резкого (на несколько порядков) уменьшения коэффициента поглощения от длины волны, определение длины волны λгр, соответствующей границе пропускания («красной» границы фотоэффекта) и определения работы выхода А из соотношения А=h·c/λгр или А (эВ)=1240/λгр (нм); где: h -постоянная Планка, с - скорость света (Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников. М.: Наука. 1977. С.368; Золотарев В.М., Морозов В.Н., Смирнова Е.В. Оптические постоянные природных и технических сред. Справочник. Л.: Химия. 1984. С.216). Однако данный способ позволяет определить работу выхода из металлов при условии, что геометрические размеры эмиттера больше чем зондирующий оптический пучок. В оптических спектрометрах зондирующий пучок имеет типичные размеры порядка см в поперечном сечении, поэтому использование такого метода для реальных микроэмиттеров представляет труднорешаемую экспериментальную задачу. Кроме того, метод не позволяет определить локальность поля, связанную с резким пространственным изменением рельефа поверхности эмиттера.Known optical method of determining the work function of the emitter based on the measurement of the optical spectrum transmission or reflection under irradiation emitter optical radiation in the ultraviolet and visible region of the spectrum and measurement of a sharp (by several orders of magnitude) reduce the absorption coefficient of the wavelength, determining the wavelength λ c, the appropriate boundary transmittance ( "red" boundary of the photoelectric effect), and determining the work function of A ratio A = h · c / λ c or A (eV) = 1240 / λ c (nm); where: h is the Planck constant, c is the speed of light (Ukhanov Yu.I. Optical properties of semiconductors. M: Nauka. 1977. P.368; Zolotarev VM, Morozov VN, Smirnova EV Optical permanent natural and technical environments. Reference book. L .: Chemistry. 1984. P.216). However, this method allows you to determine the work function of the metals, provided that the geometrical dimensions of the emitter are larger than the probe optical beam. In optical spectrometers, the probe beam has typical dimensions of the order of cm in cross section; therefore, the use of this method for real microemitters is a difficult experimental problem. In addition, the method does not allow determining the locality of the field associated with a sharp spatial change in the topography of the surface of the emitter.

Известен способ определения работы выхода из эмиттера вакуумного фотодиода при его облучении оптическим излучением с перестраиваемой длиной волны и измерении значения фототока. В спектральной области, соответствующей резкому уменьшению фототока при увеличении длины волны определяется красная границе фотоэффекта, соответствующая границе возникновения нулевого фототока. Это значение длины волны соответствует условию, когда энергия фотона hν равна работе выхода А (Лебедева В.В. Экспериментальная оптика. М.: Изд. МГУ. С.352). Длина волны электромагнитного излучения света λ связана с частотой соотношением λ=с/ν, поэтому соотношение для определения работы выхода А (эВ)=1240/λгр (нм). Так как значение работы выхода для известных металлов лежит в диапазоне от 2-х до 6 эВ (Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. 456 с.), то для определения работы выхода, например, для вольфрама с значением А=5 эВ требуется излучение с длиной волны меньше или равной 248 нм, т.е. перестраиваемое излучение в дальней УФ-области. При облучении вакуумного фотокатода необходимо кварцевое окно, пропускающее такое УФ-излучение. Кроме того, если это вакуумный микродиод, то возникают технические сложности пространственного облучения таких эмиттеров. Метод также не позволяет определить значение усиления локального электростатического поля на эмиттере.A known method for determining the work function of the emitter of a vacuum photodiode when it is irradiated with optical radiation with a tunable wavelength and measuring the value of the photocurrent. In the spectral region corresponding to a sharp decrease in the photocurrent with increasing wavelength, the red border of the photoelectric effect is determined, which corresponds to the boundary of the occurrence of zero photocurrent. This value of the wavelength corresponds to the condition when the photon energy hν is equal to the work function of output A (Lebedeva V.V. Experimental optics. M: Publishing House of Moscow State University. S.352). The wavelength of electromagnetic radiation of light λ is related to the frequency by the ratio λ = c / ν, therefore, the ratio for determining the work function A (eV) = 1240 / λ g (nm). Since the value of the work function for known metals lies in the range from 2 to 6 eV (Zi S. Physics of semiconductor devices. M: Mir, 1984. 456 pp.), To determine the work function, for example, for tungsten with a value A = 5 eV requires radiation with a wavelength less than or equal to 248 nm, i.e. tunable radiation in the far UV region. When irradiating a vacuum photocathode, a quartz window is required to transmit such UV radiation. In addition, if it is a vacuum microdiode, then technical difficulties arise in the spatial irradiation of such emitters. The method also does not allow to determine the value of the local electrostatic field gain at the emitter.

Известен способ определения работы выхода из эмиттера вакуумного диода при исследовании термоэлектронной эмиссии (Петрин А.Б. О термополевой эмиссии из металлических острий // Физика плазмы. 2010, т.36, №7, с.671-679). Способ заключается в измерении вольт-амперной характеристики при фиксированной температуре катода и установление значения плотности тока, соответствующего области насыщения ВАХ и вычисление А, используя известное соотношения Ричардсона-Дешмана. Однако данный метод подходит только для эмиттеров, обладающих термоэлектронной эмиссией. Кроме того, в формулу Ричардсона-Дешмана входит термоэлектронная постоянная, которая зависит от вероятности туннелирования определяемой шириной потенциального барьера.There is a method of determining the work function of the emitter of a vacuum diode in the study of thermionic emission (Petrin AB About thermofield emission from metal tips // Plasma Physics. 2010, v. 36, No. 7, p.671-679). The method consists in measuring the current-voltage characteristic at a fixed cathode temperature and setting the current density value corresponding to the saturation region of the I – V characteristic and calculating A using the well-known Richardson-Deschmann relation. However, this method is only suitable for emitters with thermionic emission. In addition, the Richardson-Deschmann formula includes a thermionic constant, which depends on the probability of tunneling determined by the width of the potential barrier.

Для расчета усиления локального электростатического поля на нано- или микроструктурных автоэмиссионных эмиттерах, обусловленного локальным пространственным градиентом поверхности необходимо измерение 3D микрорельефа поверхности эмиттера. Известен способ определения микрорельефа поверхности на основе атомно-силовой микроскопии (Method and atomic force microscope for imaging surfaces with atomic resolution. BR 605251, 1987-07-28, BINNING GERD KARL). Однако зондирующая упругая консоль (кантилевер) атомно-силового микроскопа (АСМ) не всегда может измерить трехмерную поверхность эмиттера. Такие же проблемы возникают для металлического острийного зонда туннельного микроскопа (В.Л. Миронов. Основы сканирующей зондовой микроскопии. Нижний Новгород. 2004. 110 с.) при измерении сложного рельефа 3D поверхности проводящего микроэмиттера.To calculate the amplification of the local electrostatic field at nano- or microstructural field-emission emitters, due to the local spatial surface gradient, it is necessary to measure the 3D microrelief of the emitter surface. A known method for determining the surface microrelief based on atomic force microscopy (Method and atomic force microscope for imaging surfaces with atomic resolution. BR 605251, 1987-07-28, BINNING GERD KARL). However, the probe elastic cantilever (cantilever) of an atomic force microscope (AFM) cannot always measure the three-dimensional surface of the emitter. The same problems arise for the metal tip probe of a tunneling microscope (VL Mironov. Fundamentals of scanning probe microscopy. Nizhny Novgorod. 2004. 110 pp.) When measuring the complex relief of the 3D surface of a conducting microemitter.

Известен способ определения микро- и нанорельефа поверхности эмиттера (А.Н.Образцов и др. Роль кривизны атомных слоев в полевой эмиссии электронов из графитоподобного наноструктурированного углерода. Письма ЖЭТФ, 1999, Т.69, В.5, С.381-386). При использовании различных проекций возможно определение сложной поверхности эмиттера с помощью электронного микроскопа (Гоулдстейн Дж. и др. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. М.: Мир. С.304), но установление 3D микрорельефа поверхности эмиттера позволяет только оценить увеличение локального электростатического поля на основе расчетных моделей электростатики. Кроме того, эти способы не позволяют определить работу выхода в эмиттере.A known method for determining the micro- and nanorelief of the surface of the emitter (A.N. Obraztsov et al. The role of the curvature of atomic layers in field emission of electrons from graphite-like nanostructured carbon. Letters JETP, 1999, V.69, B.5, P.381-386) . Using various projections, it is possible to determine the complex surface of the emitter using an electron microscope (Gouldstein J. et al. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis. M .: Mir. S.304), but the establishment of a 3D microrelief of the surface of the emitter only allows one to estimate the increase in the local electrostatic field based on calculated models of electrostatics. In addition, these methods do not allow to determine the work function in the emitter.

Известен способ определения работы выхода эмиттера вакуумного диода с автоэлектронной эмиссией (Muller E.W. // J. Appl. Phys. 1955. V. 26. P. 732; Образцов А.Н., Волков А.П., Павловский И.Ю. Механизм холодной эмиссии электронов из углеродных материалов // Письма ЖЭТФ. 1998. Т.68. В.1. С.56-60), заключающейся в измерении тока автоэмиссии J вакуумного диода при увеличении ускоряющего напряжения V на аноде, построение полученной вольт-амперной характеристики диода в координатах lg(I/F2) и 1/F, определение работы выхода А из наклона графика этой зависимости, где F=β∙V/Z напряженность электростатического поля с учетом влияния градиента поверхности, а Z - расстояние эмиттер-анод. Однако данный способ предполагает, что предварительно известно значение усиления локального электростатического поля β, так называемого форм-фактора, т.е. величины, соответствующей увеличению электростатической напряженности поля, вследствие пространственного градиента формы поверхности эмиттера.A known method for determining the work function of the emitter of a vacuum diode with field emission (Muller EW // J. Appl. Phys. 1955. V. 26. P. 732; Obraztsov AN, Volkov AP, Pavlovsky I.YU. Mechanism cold emission of electrons from carbon materials // JETP Letters. 1998. V.68. B.1. S.56-60), which consists in measuring the field emission current J of a vacuum diode with increasing accelerating voltage V at the anode, the construction of the obtained current-voltage characteristics diode coordinates lg (I / F 2) and 1 / F, determination of the work function of the inclination a graph of this relationship where F = β ∙ V / Z tension the electrostatic field with the influence of the surface gradient, and Z - emitter-anode spacing. However, this method assumes that the amplification value of the local electrostatic field β, the so-called form factor, is known in advance value corresponding to an increase in electrostatic field strength due to the spatial gradient of the surface shape of the emitter.

Задачей изобретения является возможность определения локального электростатического поля, создаваемого пространственными микро- и нанонеоднородностями эмиттера с одновременным определением работы вывода электронов из эмиттера с пространственным разрешением в пределах 300-1000 нм, определяемой длиной волны зондирующего оптического пучка УФ или видимого диапазона.The objective of the invention is the ability to determine the local electrostatic field created by the spatial micro- and nano-inhomogeneities of the emitter with the simultaneous determination of the work of electron output from the emitter with a spatial resolution in the range of 300-1000 nm, determined by the wavelength of the probe optical UV or visible beam.

Поставленная задача решается тем, что в способе бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано- или микроструктурных эмиттерах, согласно изобретению, измеряют темновую зависимость туннельного эмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и определяют значение напряжения V, стремящееся к напряжению автоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного автоэмиссионного тока, облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком ультрафиолетового или видимого диапазона с фиксированным значением оптической мощности и длины волны λ1, измеряют значение туннельного фотоэмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и фиксируют значение напряжения V∞ λ1, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока, определяют значение работы выхода А и значение усиления локального электростатического поля β в пространственной области облучения эмиттера из соотношенияThe problem is solved in that in the method of non-contact determination of the local electrostatic field gain and work function in nano- or microstructural emitters, according to the invention, the dark dependence of the tunneling emission current is measured with increasing voltage at the anode and the voltage value V tending to the field emission voltage is determined , which is controlled by an exponential increase of 3-5 orders of magnitude of the tunneling field emission current, the measured surface of the emitter laser is irradiated th beam of ultraviolet or visible range with a fixed value of optical power and wavelength λ 1, the value measured photoemission tunneling current when the voltage increases at the anode and the fixed voltage value V ∞ λ1, tending to photoemission breakdown voltage, which is controlled by an exponential increase 3-5 orders of the tunneling photoemissive current, determine the value of the work function A and the value of the amplification of the local electrostatic field β in the spatial region of irradiation em EPA ratio of

β1/2=2.77·103 (hс/λ1)·z1/2/[(V)1/2- V∞ λ1)1/2] (1)β 1/2 = 2.77 · 10 3 (hс / λ 1 ) · z 1/2 / [(V ) 1/2 - V ∞ λ1 ) 1/2 ] (1)

А=hс /(λ1 [1-(V∞ λ1/V)1/2]) (2)A = hс / (λ 1 [1- (V ∞ λ1 / V ) 1/2 ]) (2)

или дополнительно облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком на другой длине волны λ2 ультрафиолетового или видимого диапазона с максимальной разницей относительно первой длины волны, определяют значение напряжения V∞λ2, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока и определяют значение усиления локального электростатического поля в пространственной области облучения эмиттера и значение работы выхода А из соотношенияor additionally irradiate the measured surface of the emitter with a laser beam at a different wavelength λ 2 of the ultraviolet or visible range with a maximum difference with respect to the first wavelength, determine the voltage V ∞λ2 , tending to the voltage of the photoemission breakdown, which is controlled by an exponential increase of 3-5 orders of magnitude tunnel photoemission current and determine the value of the amplification of the local electrostatic field in the spatial region of the irradiation of the emitter and the value of the work function A from the ratio

β1/2=2.77·103 z1/2 (hс /λ1 - h с/λ2)·/[(V∞ λ2)1/2- V∞ λ1)1/2] (3)β 1/2 = 2.77 · 10 3 z 1/2 (hс / λ 1 - h s / λ 2 ) · / [(V ∞ λ2 ) 1/2 - V ∞ λ1 ) 1/2 ] (3)

А=(h с /λ1 - h с /λ2)/[1-(V∞ λ1/V∞ λ2)1/2] (4)A = (h s / λ 1 - h s / λ 2 ) / [1- (V ∞ λ1 / V ∞ λ2 ) 1/2 ] (4)

где: β - форм-фактор-величина, соответствующая усилению локальной напряженности электростатического поля в нано- или микроструктурных эмиттерах, вследствие пространственного градиента формы поверхности эмиттера, облучаемого световым пучком;where: β is the form factor-value corresponding to the enhancement of the local intensity of the electrostatic field in nano- or microstructural emitters, due to the spatial gradient of the shape of the surface of the emitter irradiated with a light beam;

z - расстояние между эмиттером и анодом в см;z is the distance between the emitter and the anode in cm;

А - работа выхода электронов из эмиттера в эВ;A is the electron work function from the emitter in eV;

V- напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению автоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного автоэмиссионного тока;V - voltage in volts, tending to the field emission voltage, which is controlled by an exponential increase of 3-5 orders of magnitude of the tunnel field emission current;

V∞λ1 - напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного фототока при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hc/λ1;V ∞λ1 is the voltage in volts, tending to the photoemission breakdown voltage, which is controlled by an exponential increase of 3-5 orders of magnitude of the tunneling photoemissive photocurrent when the emitter is irradiated with optical radiation with photon energy hc / λ 1 ;

hc/λ1=hν1 - энергия фотона в эВ, поглощаемая электроном эмиттера, вследствие однофотонного фотоэффекта;hc / λ 1 = hν 1 is the photon energy in eV absorbed by the emitter electron due to the single-photon photoelectric effect;

V∞λ2 - напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hν2 соответственно с длиной волны λ2=с/ν2;V ∞λ2 is the voltage in volts, tending to the photoemission breakdown voltage, which is controlled by an exponential increase of 3-5 orders of magnitude of the tunneling photoemission current when the emitter is irradiated with optical radiation with photon energy hν 2, respectively, with wavelength λ 2 = s / ν 2 ;

ν - частота излучения оптического диапазона;ν is the radiation frequency of the optical range;

с - скорость света;c is the speed of light;

h - постоянная Планка.h is Planck's constant.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На Фиг.1 представлена блок схема экспериментальной установки для реализации предлагаемого способа на основе измерения вольт-амперных характеристик вакуумного микродиода с углеродными эмиттерами с наноразмерной структурой в сильных электростатических полях при облучении поверхности эмиттера лазерным или светодиодным оптическим излучением УФ или видимого диапазона.Figure 1 presents a block diagram of an experimental setup for implementing the proposed method based on measuring the current-voltage characteristics of a vacuum microdiode with carbon emitters with a nanoscale structure in strong electrostatic fields when the emitter surface is irradiated with laser or LED optical radiation of UV or visible range.

На Фиг.2 представлена расчетная зависимость изменения высоты потенциального барьера эмиттер-вакуум от значения напряженности поля при работе выхода электронов из эмиттера равной 5 эВ.Figure 2 shows the calculated dependence of the change in the height of the potential emitter-vacuum barrier on the field strength when the electron exit from the emitter is 5 eV.

На Фиг.3 представлена экспериментальная зависимость туннельного фотоэмиссионного тока при лазерном облучении с длиной волны λ=473 нм (энергия фотона 2.62 эВ) углеродного наноразмерного эмиттера (B) и темнового автоэмиссионного тока (C) от изменения ускоряющего напряжения на аноде вакуумного микродиода при расстоянии эмиттер анод Z=1 микрон.Figure 3 shows the experimental dependence of the tunneling photoemissive current under laser irradiation with a wavelength of λ = 473 nm (photon energy 2.62 eV) of a carbon nanoscale emitter (B) and dark field emission current (C) on the change in the accelerating voltage at the anode of the vacuum microdiode at an emitter distance anode Z = 1 micron.

На Фиг.4 представлена зависимость туннельного фотоэмиссионного тока при лазерном облучении углеродного наноразмерного эмиттера на длине волны красного -He-Ne лазера с λ=633 нм (энергия фотона 1.96 эВ) (D) и темнового автоэмиссионного тока (G) при отсутствии оптического облучения эмиттера от изменения ускоряющего напряжения на аноде вакуумного микродиода при расстоянии эмиттер анод 1 микрон.Figure 4 shows the dependence of the tunneling photoemissive current upon laser irradiation of a carbon nanoscale emitter at a wavelength of a red-He-Ne laser with λ = 633 nm (photon energy 1.96 eV) (D) and dark field emission current (G) in the absence of optical irradiation of the emitter from a change in the accelerating voltage at the anode of the vacuum microdiode at a distance of the emitter anode of 1 micron.

Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:

1 - блок питания лазеров или светодиодов;1 - power supply unit for lasers or LEDs;

2 - твердотельный микролазер, полупроводниковый лазер или светодиод со спектральным максимумом длины волны излучения от ближнего УФ до ИК2 - solid-state microlaser, semiconductor laser or LED with a spectral maximum wavelength from near UV to IR

3 - фокусирующая оптическая система;3 - focusing optical system;

4 - вольтметр;4 - voltmeter;

5 - стабилизированый перестраиваемый источник постоянного напряжения;5 - stabilized tunable source of constant voltage;

6 - вакуумный микродиод с углеродным пространственно-периодическим эмиттером наноразмерной структуры с микролезвиями, каждый из которых имеет острие кромки длиной 200 нм и толщиной 20 нм, при этом расстояние между плоскостями лезвия и анода от 1 до 3 мкм;6 - a vacuum microdiode with a carbon spatially periodic emitter of a nanoscale structure with micro blades, each of which has a tip edge with a length of 200 nm and a thickness of 20 nm, while the distance between the planes of the blade and the anode is from 1 to 3 microns;

7 - ограничивающее сопротивление;7 - limiting resistance;

8 - измерительное сопротивление;8 - measuring resistance;

10 - микровольметр.10 - microvolmeter.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

С помощью стабилизированного источника питания 5 подается минимальное (близкое к нулевому значению) положительное напряжения на анод вакуумного микродиода 6, эмиттер которого через ограничивающее 7 и измерительное сопротивление 8 соединен с нулевым потенциалом. При увеличении положительного потенциала на блоке 5 фиксируют соответствующее напряжение с помощью 4 и измеряют с помощью микровольметра 10 порог возникновения автоэмиссионного тока, увеличивают напряжения на аноде микродиода и фиксируют то его экспоненциально возрастающее значение, при котором автоэмиссионный ток увеличивается минимум на три-пять порядков и стремится к пробойному значению. Включают источник питания лазера 1 и возбуждают когерентное лазерное или светодиодное оптическое излучение в лазере 2. С помощью оптической системы 3 облучают поверхность эмиттер микродиода лазерным пучком с длиной волны УФ или видимого диапазона при условии, что энергия соответствующих фотонов меньше предполагаемой работы выхода диагностируемого эмиттера. (Типичное значение для любого металла и сплава эмиттеров лежит в диапазоне 6-2 эВ.) Увеличивают положительный потенциала на блоке 5 с нулевого до значения, соответствующего возникновению туннельного фототока, и фиксируют с помощью микровольметра 9 порог возникновения фотоэмиссионного тока, увеличивают напряжения на аноде микродиода и фиксируют то его экспоненциально возрастающее значение, при котором фотоэмиссионный ток возрастает минимум на три-пять порядков и стремится к пробойному значению, и по рабочей формуле (3) и (4) определяют значение работы выхода А и значение напряженности локального поля в пространственной области облучения эмиттера.Using a stabilized power source 5, the minimum (close to zero) positive voltage is applied to the anode of the vacuum microdiode 6, the emitter of which is connected to zero potential through the limiting 7 and measuring resistance 8. When the positive potential increases, at block 5, the corresponding voltage is fixed with 4 and the threshold of the field emission current is measured with a microvolmeter 10, the voltage at the anode of the microdiode is increased and its exponentially increasing value is fixed at which the field emission current increases by at least three to five orders of magnitude and tends to to breakdown value. The power source of the laser 1 is turned on and coherent laser or LED optical radiation is excited in the laser 2. Using the optical system 3, the emitter surface of the microdiode is irradiated with a laser beam with a UV or visible wavelength, provided that the energy of the corresponding photons is less than the expected work function of the diagnosed emitter. (The typical value for any metal and alloy of emitters lies in the range of 6–2 eV.) Increase the positive potential at block 5 from zero to the value corresponding to the appearance of the tunneling photocurrent, and fix the threshold for the photoemission current with a microvolmeter 9, increase the voltage at the anode of the microdiode and fix its exponentially increasing value at which the photoemission current increases by at least three to five orders of magnitude and tends to the breakdown value, and using the working formula (3) and (4) determine the value of A and the work function value of the local field intensity in the spatial region of the emitter radiation.

Аналогично проводят измерения при облучении эмиттера лазерным излучением с другой длиной волны, при этом для повышения точности метода измерения выбирают длины волн зондирующего излучения с максимальной разницей из УФ и видимого и ближнего ИК-диапазона.Similarly, measurements are carried out when the emitter is irradiated with laser radiation with a different wavelength, and in order to increase the accuracy of the measurement method, the wavelengths of the probe radiation are selected with the maximum difference from the UV and visible and near infrared ranges.

В основе способа определения работы выхода и локального электростатического поля в нано- или микроструктурных автоэмиссионных эмиттерах лежит обнаруженный авторами туннельный фотоэффект при энергиях фотонов, существенно меньших работы выхода электрона из эмиттера, который может наблюдаться случае формирования сильного электростатического поля в межэлектродном промежутке «эмиттер-анод». Физический механизм обнаруженного авторами туннельного фотоэффекта в сильных электростатических полях заключается в возможности управления вероятностью туннелирования неравновесных фотоэлектронов, возникающих вследствие поглощения фотонов с энергией hν через потенциальный барьер «металл-вакуум» при уменьшении его высоты и ширины с помощью сильного электростатического поля при учете эффекта Шоттки (Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир. 1984. С.456). Использование предложенной модели для оценки влияния сильных электростатических полей напряженностью 107-108 В/cм показало, что высотой и шириной потенциального барьера можно эффективно управлять, уменьшая их в несколько раз с повышением напряженности поля вплоть до режима возникновения автоэмиссионого электронного пробоя. Использование модифицированной модели автоэлектронной эмиссии Фаулера-Нордгейма, учитывающей изменению уровня Ферми для неравновесных фотоэлектронов (Fowler R.H., Nordheim L. Electron Emission in Intense Electric Fields // Proc. Roy. Soc. Lond. 1928. A119. P. 173-181), можно получить соотношение, определяющее энергетическое расстояние от уровня Ферми до вершины потенциального барьера при энергии фотонов hνThe method for determining the work function and the local electrostatic field in nano- or microstructural field-emission emitters is based on the tunneling photoeffect discovered by the authors at photon energies significantly lower than the work function of the electron from the emitter, which can be observed when a strong electrostatic field is formed in the emitter-anode electrode gap . The physical mechanism of the tunneling photoelectric effect discovered by the authors in strong electrostatic fields consists in the possibility of controlling the probability of tunneling of nonequilibrium photoelectrons resulting from the absorption of photons with energy hν through the potential metal-vacuum barrier with a decrease in its height and width using a strong electrostatic field when the Schottky effect is taken into account ( Zi S. Physics of Semiconductor Devices (Moscow: Mir. 1984. P.456). Using the proposed model to assess the effect of strong electrostatic fields with a strength of 10 7 -10 8 V / cm showed that the height and width of the potential barrier can be effectively controlled, reducing them several times with increasing field strength up to the mode of field emission electron breakdown. Using a modified Fowler-Nordheim field emission model taking into account the Fermi level change for nonequilibrium photoelectrons (Fowler RH, Nordheim L. Electron Emission in Intense Electric Fields // Proc. Roy. Soc. Lond. 1928. A119. P. 173-181), a relation can be obtained that determines the energy distance from the Fermi level to the top of the potential barrier at photon energy hν

Δφ=А- hν- (е3βU/Z)1/2, (5)Δφ = А- hν- (е 3 βU / Z) 1/2 , (5)

где е - заряд электрона; β - форм-фактор локального усиления напряженности поля; U - разность потенциалов внешнего поля на зазоре Z эмиттер-анод.where e is the electron charge; β is the form factor of local amplification of the field strength; U is the potential difference of the external field at the gap Z emitter-anode.

Выражение (5) позволяет определить и экспериментально проверить те значения напряженности полей E=U/Z и форм-фактора β, соответствующих вероятности туннелирования неравновесных фотоэлектронов или равновесных автоэмиссионных электронов, стремящиеся к 1, что соответствует условию автоэмиссионного пробоя, а в случае оптического облучения эмиттера с энергией фотона hν фотоэмиссионного пробоя. Соответствующие расчеты изменения высоты потенциального барьера при работе выхода электронов из эмиттера, равной 5 эВ, от значения напряженности поля проведены и представлены на Фиг.2.Expression (5) allows one to determine and experimentally verify those field strengths E = U / Z and form factor β corresponding to the tunneling probability of nonequilibrium photoelectrons or equilibrium field emission electrons tending to 1, which corresponds to the field emission condition, and in the case of optical irradiation of the emitter with photon energy hν photoemission breakdown. Corresponding calculations of the change in the height of the potential barrier during the work of the electron exit from the emitter equal to 5 eV from the field strength value were carried out and are presented in FIG. 2.

Возможно определение работы выхода электронов из эмиттера и форм-фактор усиления локальной напряженности электростатического поля при облучении эмиттера на одной длине волны, но в этом случае необходимо измерение темновых автоэмиссионных вольт-амперных характеристик, тогда можно получить соотношения для определения работы выхода электронов из эмиттера и форм-фактор локального усиления напряженности поля из соотношений (1) и (2). Если измерять напряженность поля в В/см, расстояние эмиттер-анод в см, а работу выхода электронов А в (эВ), то, используя соотношение (5), можно получить численные соотношения, которые позволяют определить работу выхода и форм-фактор усиления локального напряженности электростатического поля при условии, что вероятность туннелирования стремится к 1.It is possible to determine the work function of the electrons exit from the emitter and the form factor of strengthening the local electrostatic field strength when the emitter is irradiated at the same wavelength, but in this case it is necessary to measure the dark field emission current-voltage characteristics, then we can obtain the relationships for determining the work function of the electrons from the emitter and the forms -factor of local amplification of field strength from relations (1) and (2). If we measure the field strength in V / cm, the emitter-anode distance in cm, and the electron work function A in (eV), then using relation (5), we can obtain numerical relations that allow one to determine the work function and the local gain electrostatic field strength, provided that the tunneling probability tends to 1.

Тогда для автоэмиссионного тока должно выполняться соотношениеThen, for the field emission current, the relation

А=3.6 10-4 (β V/z)1/2……………………..(6)A = 3.6 10 -4 (β V / z) 1/2 …………………… .. (6)

При облучении эмиттера лазерным или светодиодным излучением с энергией фотона hν получаем соотношениеWhen the emitter is irradiated with laser or LED radiation with photon energy hν, we obtain the relation

А-hν1=3.6 10-4 (β V∞ λ1/z)1/2………………….(7),A-hν 1 = 3.6 10 -4 (β V ∞ λ1 / z) 1/2 …………………. (7),

где: V- напряжение в вольтах, соответствующее напряжению пробоя автоэмиссионного тока, когда вероятность туннелирования стремится к 1.where: V is the voltage in volts corresponding to the breakdown voltage of the field emission current when the tunneling probability tends to 1.

V∞ λ1 - напряжение в вольтах, соответствующее напряжению пробоя туннельного фотоэмиссионного тока, когда вероятность туннелирования стремится к 1, возникающая при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hν1=hc/λ1.V ∞ λ1 is the voltage in volts corresponding to the breakdown voltage of the tunneling photoemissive current, when the tunneling probability tends to 1, which occurs when the emitter is irradiated with optical radiation with photon energy hν 1 = hc / λ 1 .

Используя соотношение (7) для двух длин волн УФ и видимого диапазона можно получить рабочие формулы для определения работы выхода электронов из эмиттера и форм-фактор локального усиления напряженности поля, т.е. соотношения (3) и (4).Using relation (7) for two UV and visible wavelengths, one can obtain working formulas for determining the work function of electrons from the emitter and the form factor of local field strength amplification, i.e. relations (3) and (4).

Результаты апробации данного способа были экспериментально протестированы на основе измерения вольт-амперных характеристик при облучении углеродного наноразменого эмиттера лазерным излучением с красной -633 нм и синей λ=473 нм длиной волны излучения и темновой автоэмиссионной характеристики представлены на Фиг.3 и 4.The results of testing this method were experimentally tested on the basis of measuring the current-voltage characteristics when irradiating a carbon nanoscale emitter with laser radiation with red -633 nm and blue λ = 473 nm radiation wavelength and dark field emission characteristics are presented in Figs. 3 and 4.

Используя экспериментальные результаты, представленные на Фиг.3, в соответствии с рабочей формулой (4), были найдены граничные напряжения соответствующие резкому возрастанию туннельного фотоэмиссионного тока при облучении одного и того же пространственного места в эмиттере микродиода, что позволило определить значение форм-фактора β, т.е. усиления напряженности локального электростатического поля равного 89, при этом значение работы выхода электронов из углеродного эмиттера определенное из формулы (3), равно 4.97 эВ. Значение работы выхода электронов из углерода, представленное в общепризнанной научным сообществом монографии Зи (Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. 456 с.), А=5 эВ. Точность определения β и А предлагаемым способом будет максимальной при определении напряжения, соответствующего условию пробоя для автоэмиссионного тока и фотоэмиссионного тока при оптическом облучении. При экспериментальной реализации способа измеряется значение напряжения соответствующего возрастанию тока эмиссии микродиода на три порядка по сравнению с пороговым значением. Оценки погрешности определения работы выхода и возрастания локального поля на эмиттере вследствие микро- и нанорельефа его поверхности в соответствии с рабочей формулой (1-4), используя соотношение (1) и экспоненциальную зависимость туннельного тока от напряженности поля, эмиттер анод показали, что она не превышает 5% вследствие очень высокой крутизны вольт-амперной характеристики туннельной эмиссии близи условия пробоя, определяемого соотношением (1). Предлагаемый метод позволяет измерять значение локального электростатического поля на микроэмиттере с пространственным разрешением, определяемым размером оптического пучка на эмиттере. Минимальный размер лазерного сфокусированного пучка определяется дифракционным пределом, равным 1.22 λ/NA, где NA≤1, поэтому для УФ и видимого излучения такой размер ограничен длиной волны зондирующего излучения, т.е. значением 300-1000 нм.Using the experimental results presented in Figure 3, in accordance with the working formula (4), boundary stresses were found corresponding to a sharp increase in the tunneling photoemissive current upon irradiation of the same spatial space in the microdiode emitter, which allowed us to determine the value of the form factor β, those. amplification of the local electrostatic field strength equal to 89, while the value of the electron work function from the carbon emitter determined from formula (3) is 4.97 eV. The value of the work function of the electron exit from carbon, presented in the Zi monograph recognized by the scientific community (Zi S. Physics of semiconductor devices. M: Mir, 1984. 456 p.), A = 5 eV. The accuracy of determining β and A by the proposed method will be maximum when determining the voltage corresponding to the breakdown condition for field emission current and photoemission current under optical irradiation. In the experimental implementation of the method, the voltage value is measured corresponding to the increase in the emission current of the microdiode by three orders of magnitude compared to the threshold value. Estimates of the error in determining the work function and the increase in the local field on the emitter due to the micro- and nanorelief of its surface in accordance with the working formula (1-4), using relation (1) and the exponential dependence of the tunneling current on the field strength, the emitter anode showed that it does not exceeds 5% due to the very high steepness of the volt-ampere characteristic of the tunneling emission near the breakdown condition defined by relation (1). The proposed method makes it possible to measure the value of the local electrostatic field on a microemitter with a spatial resolution determined by the size of the optical beam on the emitter. The minimum size of the focused laser beam is determined by the diffraction limit equal to 1.22 λ / NA, where NA≤1, therefore, for UV and visible radiation, this size is limited by the wavelength of the probe radiation, i.e. 300-1000 nm.

Claims (1)

Способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано- или микроструктурных эмиттерах, характеризующийся тем, что измеряют темновую зависимость туннельного эмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и определяют значение напряжения V, стремящееся к напряжению автоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного автоэмиссионного тока, облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком ультрафиолетового или видимого диапазона с фиксированным значением оптической мощности и длины волны λ1, измеряют значение туннельного фотоэмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и фиксируют значение напряжения V∞ λ1, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока, определяют значение работы выхода А и значение усиления локального электростатического поля β в пространственной области облучения эмиттера из соотношения
β1/2=2.77·103 (hс/λ1)·z1/2/[(V)1/2- V∞ λ1)1/2] (1)
А=hс /(λ1 [1-(V∞ λ1/V)1/2]) (2)
или дополнительно облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком на другой длине волны λ2 ультрафиолетового или видимого диапазона с максимальной разницей относительно первой длины волны, определяют значение напряжения V∞λ2, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока, и определяют значение усиления локального электростатического поля в пространственной области облучения эмиттера и значение работы выхода А из соотношения
β1/2=2.77·103 z1/2 (hс /λ1 - h с/λ2)·/[(V∞ λ2)1/2- V∞ λ1)1/2] (3)
А=(h с /λ1 - h с /λ2)/[1-(V∞ λ1/V∞ λ2)1/2] (4)
где: β - форм-фактор-величина, соответствующая усилению локальной напряженности электростатического поля в нано- или микроструктурных эмиттерах, вследствие пространственного градиента формы поверхности эмиттера, облучаемого световым пучком;
z - расстояние между эмиттером и анодом в см;
А - работа выхода электронов из эмиттера в эВ;
V- напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению автоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного автоэмиссионного тока;
V∞λ1 - напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного фототока при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hc/λ1;
hc/λ1=hν1- энергия фотона в эВ, поглощаемая электроном эмиттера, вследствие однофотонного фотоэффекта;
V∞λ2 - напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hν2 соответственно с длиной волны λ2=с/ν2;
ν - частота излучения оптического диапазона;
с - скорость света;
h - постоянная Планка.
The method of non-contact determination of the local electrostatic field gain and work function in nano- or microstructural emitters, characterized in that they measure the dark dependence of the tunneling emission current with increasing voltage at the anode and determine the voltage value V , tending to the field emission voltage, which is controlled by an exponential increase 3-5 orders of magnitude tunneling field emission current, irradiate the measured surface of the emitter with a laser beam of ultraviolet or imogo range with a fixed value of optical power and wavelength λ 1, the value measured photoemission tunneling current when the voltage increases at the anode and the fixed voltage value V ∞ λ1, tending to photoemission breakdown voltage, which is controlled according to an exponential increase of 3-5 orders of magnitude of the tunneling current photoemission , determine the value of the work function A and the amplification value of the local electrostatic field β in the spatial region of the emitter irradiation from the relation
β 1/2 = 2.77 · 10 3 (hс / λ 1 ) · z 1/2 / [(V ) 1/2 - V ∞ λ1 ) 1/2 ] (1)
A = hс / (λ 1 [1- (V ∞ λ1 / V ) 1/2 ]) (2)
or additionally irradiate the measured surface of the emitter with a laser beam at a different wavelength λ 2 of the ultraviolet or visible range with a maximum difference with respect to the first wavelength, determine the voltage V ∞λ2 , tending to the voltage of the photoemission breakdown, which is controlled by an exponential increase of 3-5 orders of magnitude tunnel photoemission current, and determine the value of the amplification of the local electrostatic field in the spatial region of the irradiation of the emitter and the value of the work function A and ratio
β 1/2 = 2.77 · 10 3 z 1/2 (hс / λ 1 - h s / λ 2 ) · / [(V ∞ λ2 ) 1/2 - V ∞ λ1 ) 1/2 ] (3)
A = (h s / λ 1 - h s / λ 2 ) / [1- (V ∞ λ1 / V ∞ λ2 ) 1/2 ] (4)
where: β is the form factor-value corresponding to the enhancement of the local intensity of the electrostatic field in nano- or microstructural emitters, due to the spatial gradient of the shape of the surface of the emitter irradiated with a light beam;
z is the distance between the emitter and the anode in cm;
A is the electron work function from the emitter in eV;
V - voltage in volts, tending to the field emission voltage, which is controlled by an exponential increase of 3-5 orders of magnitude of the tunnel field emission current;
V ∞λ1 is the voltage in volts, tending to the photoemission breakdown voltage, which is controlled by an exponential increase of 3-5 orders of magnitude of the tunneling photoemissive photocurrent when the emitter is irradiated with optical radiation with photon energy hc / λ 1 ;
hc / λ 1 = hν 1 is the photon energy in eV absorbed by the emitter electron due to the single-photon photoelectric effect;
V ∞λ2 is the voltage in volts, tending to the photoemission breakdown voltage, which is controlled by an exponential increase of 3-5 orders of magnitude of the tunneling photoemission current when the emitter is irradiated with optical radiation with photon energy hν 2, respectively, with wavelength λ 2 = s / ν 2 ;
ν is the radiation frequency of the optical range;
c is the speed of light;
h is Planck's constant.
RU2013112128/28A 2013-03-19 2013-03-19 Method of non-contact determination of amplification of local electric field and work function in nano or microstructural emitters RU2529452C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013112128/28A RU2529452C1 (en) 2013-03-19 2013-03-19 Method of non-contact determination of amplification of local electric field and work function in nano or microstructural emitters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013112128/28A RU2529452C1 (en) 2013-03-19 2013-03-19 Method of non-contact determination of amplification of local electric field and work function in nano or microstructural emitters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2529452C1 true RU2529452C1 (en) 2014-09-27
RU2013112128A RU2013112128A (en) 2014-09-27

Family

ID=51656231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013112128/28A RU2529452C1 (en) 2013-03-19 2013-03-19 Method of non-contact determination of amplification of local electric field and work function in nano or microstructural emitters

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2529452C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512998A (en) * 1994-06-22 1996-04-30 The Titan Corporation Contactless method and system for determining static and dynamic characteristics of target objects
US6191605B1 (en) * 1997-08-18 2001-02-20 Tom G. Miller Contactless method for measuring total charge of an insulating layer on a substrate using corona charge
RU2439489C1 (en) * 2010-09-15 2012-01-10 Учреждение Российской Академии наук Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН (ИТ СО РАН) Contactless measurement of 3d object geometry
RU2450387C1 (en) * 2010-10-28 2012-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Западный государственный заочный технический университет" (ФГБОУ ВПО "СЗТУ") Method for contact-free determination of life span for non-equilibrium carriers in semi-conductors
RU2461803C1 (en) * 2011-01-13 2012-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Method for contactless measurement of surface nanovibrations

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5512998A (en) * 1994-06-22 1996-04-30 The Titan Corporation Contactless method and system for determining static and dynamic characteristics of target objects
US6191605B1 (en) * 1997-08-18 2001-02-20 Tom G. Miller Contactless method for measuring total charge of an insulating layer on a substrate using corona charge
RU2439489C1 (en) * 2010-09-15 2012-01-10 Учреждение Российской Академии наук Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН (ИТ СО РАН) Contactless measurement of 3d object geometry
RU2450387C1 (en) * 2010-10-28 2012-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Западный государственный заочный технический университет" (ФГБОУ ВПО "СЗТУ") Method for contact-free determination of life span for non-equilibrium carriers in semi-conductors
RU2461803C1 (en) * 2011-01-13 2012-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" Method for contactless measurement of surface nanovibrations

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013112128A (en) 2014-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Polyakov et al. Plasmon-enhanced photocathode for high brightness and high repetition rate x-ray sources
US10505334B2 (en) Apparatus and methods for generating and enhancing Smith-Purcell radiation
Widdra et al. Time-resolved core level photoemission: surface photovoltage dynamics of the SiO2/Si (1 0 0) interface
Skopalová et al. Numerical simulation of attosecond nanoplasmonic streaking
Di Giulio et al. Modulation of cathodoluminescence emission by interference with external light
Pant et al. Ultrafast laser-induced electron emission from multiphoton to optical tunneling
Luo et al. Analysis of two-color laser-induced electron emission from a biased metal surface using an exact quantum mechanical solution
Adiv et al. Observation of 2D Cherenkov radiation
Zani et al. Charge dynamics in aluminum oxide thin film studied by ultrafast scanning electron microscopy
Lin et al. Time of flight-photoemission electron microscope for ultrahigh spatiotemporal probing of nanoplasmonic optical fields
Pierce et al. Experimental characterization of photoemission from plasmonic nanogroove arrays
RU2529452C1 (en) Method of non-contact determination of amplification of local electric field and work function in nano or microstructural emitters
Riedel et al. Tunable pulsed vacuum ultraviolet light source for surface science and materials spectroscopy based on high order harmonic generation
Saydanzad et al. Spatiotemporal imaging of plasmonic fields near nanoparticles below the diffraction limit
Zheng et al. Ultrafast lattice and electronic dynamics in single-walled carbon nanotubes
Gong et al. High-brightness plasmon-enhanced nanostructured gold photoemitter
Tamamitsu et al. Local enhancement effect in the photoluminescence intensity of Si quantum dots: single Medusa-type particles investigated by in situ microscope spectrometer
Cook et al. Improving the energy spread and brightness of thermal-field (Schottky) emitters with PHAST—PHoto Assisted Schottky Tip
Kuwahara et al. Transient electron energy-loss spectroscopy of optically stimulated gold nanoparticles using picosecond pulsed electron beam
Vella et al. Optothermal response of a single silicon nanotip
Akchurin et al. Investigation of spectral characteristics of tunnel photodiodes based on DLC nanofilms
Franz et al. All semiconductor enhanced high-harmonic generation from a single nano-structure
Shen et al. An in situ characterization technique for electron emission behavior under a photo-electric-common-excitation field: study on the vertical few-layer graphene individuals
Gorlach et al. Double-superradiant cathodoluminescence
Ohta et al. Sub-surface imaging of atomically-thin semiconductors beneath dielectrics based on optical standing wave using PEEM with deep-UV photoexcitation.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170320