Electron emission modulation effects in micro-size structures
A promising application of field-emission phenomena is microwave high-frequency oscillation generation. In this presentation, new effects at the field emission, as a perspective mechanism of high-frequency oscillation generation, has been investigated and analyzed. The mechanisms are connected with...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics |
|---|---|
| Datum: | 2003 |
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2003
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117943 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Electron emission modulation effects in micro-size structures / H. Hartnagel // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2003. — Т. 6, № 1. — С. 62-67. — Бібліогр.: 16 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-117943 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Hartnagel, H. 2017-05-27T16:49:34Z 2017-05-27T16:49:34Z 2003 Electron emission modulation effects in micro-size structures / H. Hartnagel // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2003. — Т. 6, № 1. — С. 62-67. — Бібліогр.: 16 назв. — англ. 1560-8034 PACS: 79.70.+q https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117943 A promising application of field-emission phenomena is microwave high-frequency oscillation generation. In this presentation, new effects at the field emission, as a perspective mechanism of high-frequency oscillation generation, has been investigated and analyzed. The mechanisms are connected with the generation of oscillations in field emission structures (i) based on the silicon or GaAs tips with ultrathin diamond-like carbon (DLC) films, (ii) III-V semiconductors (GaAs, GaN) and (iii) SiGe materials. This work was supported in part by the DLR (BMBF) in connection with German-Ukrainian projects (UKR 01/053) entitled "Electron Emission Properties of the DLC Films and C-Nanotubes" and in part by the "Deutsche Forschungsgemeinschafit (DFG)" in connecntion with a special research project (SFB 241) on innovative mechatronics. en Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics Electron emission modulation effects in micro-size structures Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Electron emission modulation effects in micro-size structures |
| spellingShingle |
Electron emission modulation effects in micro-size structures Hartnagel, H. |
| title_short |
Electron emission modulation effects in micro-size structures |
| title_full |
Electron emission modulation effects in micro-size structures |
| title_fullStr |
Electron emission modulation effects in micro-size structures |
| title_full_unstemmed |
Electron emission modulation effects in micro-size structures |
| title_sort |
electron emission modulation effects in micro-size structures |
| author |
Hartnagel, H. |
| author_facet |
Hartnagel, H. |
| publishDate |
2003 |
| language |
English |
| container_title |
Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics |
| publisher |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| format |
Article |
| description |
A promising application of field-emission phenomena is microwave high-frequency oscillation generation. In this presentation, new effects at the field emission, as a perspective mechanism of high-frequency oscillation generation, has been investigated and analyzed. The mechanisms are connected with the generation of oscillations in field emission structures (i) based on the silicon or GaAs tips with ultrathin diamond-like carbon (DLC) films, (ii) III-V semiconductors (GaAs, GaN) and (iii) SiGe materials.
|
| issn |
1560-8034 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/117943 |
| citation_txt |
Electron emission modulation effects in micro-size structures / H. Hartnagel // Semiconductor Physics Quantum Electronics & Optoelectronics. — 2003. — Т. 6, № 1. — С. 62-67. — Бібліогр.: 16 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT hartnagelh electronemissionmodulationeffectsinmicrosizestructures |
| first_indexed |
2025-11-24T20:17:46Z |
| last_indexed |
2025-11-24T20:17:46Z |
| _version_ |
1850495143317078016 |
| fulltext |
�������� �
���
��������� ��
������
������� ����
�����
�������� ������ ��� ����� ��
�� ��!�"�
#����������$���%����&�'��
�
���(��������� �
���
����������
������)��������(�����������(�*%�������
������
� ��
�
�������� �
������
�
������� �������
��
��������� ����������
�� ���������
'��
�
� (ü��+���(��, ��-
�����%�� .����������*��&����
ä
� /����
��
��0���%�
���1�� /����
��
� �2�3��� 4������
�!����5� +��
��6��7�(�
!�����
��
���
������������������������������������� ������������������������� �������� �!�����������"���#
������������������������$�� �����������������%��� ������������ ���� ��������������%���������������!�
����������������������"���#�����������������������%�����&������!������������������#'����(��
����������� ���� ���������� ���� ���� �������������� ������������� ��� ������ ��������� ���"��"���� )�*
&�����������������������+��������� ����"�������������������,�����&���)-.�*������%� )��*� $$$�/
��������"������ )+���%�+�0*� ���� )���*� ��+������������
������
��� ������ ��������%������ �!�� �����������
�����������!���1
�1����2���������������"&���������13��4��4�
�� �����
������
5�������������������������������������������������������"��
�"��������������!��#���!�����������"����������&����#����"��
�������������������!��""��������������������!��������
��������������������������������#��61�78��$�������������#���
�&����������������������������������������#�� ���������!��
����������%������#����������������������������������#
)�����������������"������������#������ �����������!����
���*%����&����#�����"��������#�������������������)95*�
������"��%�95��"������!���������������������������������
�������9� ����0���������� �)��������������������6$:/�8�!��
1:/������������*��;"��������!������������������������95
�����������#������������������������"��"���%��������"���
���������"������������������%�������� ����������!���������
�����������"���!��#%�����������&���!���6<�118��(����=����
����������������� ����������!�������������������"���!��#
�������������������&�����������"������"����������������������
�������������������-"�� ��� ���� ������������� ��������� ��
!��""�%���������"���#���������������������&��!��#�����
)(>'*�
$������������� ��������������������������������#������
����������������������95����"��"���%� �������!��$�/������
������������ ������������!�������������������"���!��#����
������������#���������������%��������&���������������%�����
��"�����������������:��+�%� ���������������������'��95
$?/����������������� ����������!�������������������"���!�
��#�����"��������������"���#������������
�� �� ���
���
(�������"�������������������������"������������������
���� ���������� ��� �� !��""�� �#����� ����� ��"��� &�
�"���������������&��������"������1�?�?1�? (�����(��������
������"������ �������"�����������"��������������������
���������"��"���
(�������������������������.� ������������������������
��� �<?�������@����&����������������������������"�����
&#����� �����������������������������������������������
�����"����������� ������ ����"������������������������
���#&���"�� ��������������� ����� ���"����������������
�� �<?�������������"��������������������� ���"������
,��������� ������������������������������������(��������
������"������!����������������������� �����&������������
�"�������������!��#����<�����!�����!�������������"����
1<���/������<��A@���������� �������������������� �������
��������������!��������������"��������������
(�������������������#�)3×3���*� ������������#�������
��������1�������"����� �����"����������� �����������"����
���������!��""�����������(������������������������������
�� ���������� �������� �
������
�
������� ������� �� ���
�4������8 9������
����#�) ����"���������*� ���������������<B�>9����"����
����������������!����������!���=������#�������������#
&��������"�������������>/��#������(�����!���������������
���������������������"������� ���<�<×1�?4�����������
����������1�7×1�4������
!� "������ ��
���������
�� �� ��������� (���� �������� ���� ���
��� ���
��
:�
�� �
��
����/$;� (����
(������������������������)95*��"�����������"�����������
�������-.������������������� �������"������������"����
���������<������������������<���95��"�����������������6
8
<�%����C�7π,0�D%.:�4 ∫ nrrD , ×��61�
��=�))ε(�?�ε*:%.*8×�ε
�����0������D�?������"�&��������"�!������!����#�����
���� ��������� �������������� ��� ������� ����"���!��&���2
/�)ε%ε�%=�%φ*%�/��)ε%=�%φ*�?����������������������������������
��������������������������������������"�������������
�����&�������������������2�εφ%�ε������ε�?�������������9����
�����#%����������������!��������"����������������������#2
φ�?����-.�������&������2�=��?�������������������-.�������
�����(����������������������������������#����������
E���������������95� �����������������<×1�1<���?4������
�������������!��%���C�1÷4����������������,��������"������
-.�� ����%�φ C���<÷4� �/�����=�C�<×1��÷�×1� �/:��
������������������������!��""���������$�� ������"�������
�"������� �"����������� ���������� ����"���&����&�������
)-.�����������!��""�%�����9����1*���������&��������������
�������������������������������"�"��������������������
����� ����&�� ����&�������������������������"�����������
���������9�������������������"������95��������"�������������
����������������������������������������������������#�
��������������!����� �������������������������������φ%����
�����������#�����95��"������������#�������������������
������������������������������������� ��&��������"�������%
���������������������������&��������"���������������"��
���������������������������������������������������&���
��#� ��� ���� �������� ���������� �������� ��� � ��&������
�"�������� ��������������&#� ���������������� ������"���
���������� ����&������������������������,���-.����������
����������������&�������φ%������� ������� ����&�����������
���������!���������!��"���(���������������������������)3���*
����������φ�)��<��/*�����95��"��������������������"�����
1�3���������������������������������1� �����×1� �/:F�����
����������������"����������������������������������������
&��������"��������������(������"��������"������������#
������������������������������������������������φ����"������
$���������������������������"��)�����1����*�����������
�� �������������95������"�����������������&"������������
�����������������������������=��"��95��"�������@�����
#��� ��� 5����#� &���� ��������� ��� ���-.�� ����� ���������� � ?� ����"�� �������� �����2� �>�� ?� ���� �������� ������
�
�
�
�
�
�
�
���
���
�
�
�
�
� � � �
� �
�7 ������8 9������
�� ���������� �������� �
������
�
������� ������� �� ���
���"�������������������������������������"���������������
������������������������ ����-.����������������������
��������"���������������������������������������������
(�,�������������"������������ �!���������������������
������"�����"���"�� ����&�� ������������������&�������%
��������������������������95����������������� ����-.�
�������� ������!�����������$�� ����"������%���������������
��������"��������=���������������������������-.���������
�&�"��������������&"�,���+�������4���G�)4×1�?14����*��(��
���������95�������������������������� ����-.���������
��"�������������"��������=���%� ����� ��������������
�������������,�����������������(�����=������������ ����
�������������������������� ���������"���������������������
������������φ�����!��������������������������������������
���������������������������&��������"���������(�����������
!��"��������������"�������!��������������������=��"�����
��������� ���������"��)���7�������*��������������������
�������������"������������)1�4*���,��������������������
�"����C�<�������φ C�1�4��/�����������������������������,�
����� )���� ��������φ%� ��������� ����� ���"���*� ��������
�"������������&�����&���"������������������!����������"���
�"�� ���������&������������������������������������
(������"��������=�������������!�����������������������
��������������������-.�������������������������#�����
�������������9����4�)�%�&*���������&������%���������������,
�������������"����������&���!����(��������������������
���������"������������#����&#�������������������������1� ����
��������-.�����������������(������$?/�������������������
9����4�)�%�&*��������� ��������������������������������
�"������ �������������������,������������-.��������(������
�"������������������� ��������������"��"��&���������������,��
-.���������@���&���!�������%������������� ��������������
�������������"��"����������-.������%�������������������
���������������?����������� �������������������,�������
����-.��������H����������������%���������,���-.�������
���������������������%���������������!�������������������
���,���������������������������!��������)����9����4�)�*��"�!��
1%�*��(����������������������������������������+��������
�������&#�"���������)1���*�-.�������������� �����9����7�
�����
�� �����
���� �(� =�� (����4�)�� ��
�����
������������������������������������&"���������������&���
���������������&#�"�����+����+"����������������&���
��������� ���� �=�����������#� !�������� 6�%1�%118��(���
����������&������������+"����������61�8��(�������"���#
�������&"���������������&������������=������#���"�����
������������������������������������������������������������
�������������%� ������������������������������!��������
+"���������%�����������������������"���#���!����������
�!����������������� �!����������
#��� ��� 95� �"������������ ������ ���� "�������� ) *� ���� ������� )�>3*
�������� ��������,��������-.������������C�12�4�<2�<2�32�1�2���2�4�
��� ��������������#� ���� φ� C� 1�4� �/�
�
�����������
�
�
�
�
�
�
�
��
��
�
�
��� ��� ���
��
��
��
�
��
�
#��� !�� 5=����������� �"������ ������#� ��� !������� �����������
)�*� ���� �������������� 9� ����0�������� ������ );* ���� �������
�������������� ����-.��������� �?��-.��C�3���2���?��-.��C�4�����
#��� $�� �"������!������� ���������������� ��� ��������� ������ ��������
�����+���� ������ � ?� ����"��-.�� �������2� �%�� ����-.�� )��C
C�1�� ��*� �������� )�� �� �������������"������%� ��� ������� ?� �"�!��
��� ������ �����*�
� ��� ��� ��� ��� ����
��
−9
��
−8
��
−7
��
−6
��
−5
2 3
1
U , V
U , V
I,
A
I,
A
��� ��� ��� ��� ���
��
��
��
��
��
��
��
�� 1
�
� �
��
�
�
��
��
�
� �
��
�
�
��� ��� ��� ���
����
����
�
�
�����
��� �� ��������
�����
���
���
��� ��� ��� ���
�
�
� −�
�
�
�
�
�� ���������� �������� �
������
�
������� ������� �� ���
�<������8 9������
.�����������!��������������"��������������������������
�������"��"�����!��&����������������(�������"����������
+�������������������������%������������+����!�������������
�������� �����������&�������������������!���������%����
��� �����9����<��.������������������������!������������
��!��������������������&��������%�������������������������
�������������%������� ��������������������������������"�
�������������������������������������������&�������!���!��
���������������#�6�8��( �����������������������������
��������!��&����"��������������µ������,���+��������!�
��#����(��������������������1×1�1<���?4�����1×1�13���?4
��!��&������������������ �������������������������������
�������������(�����������������������������������������������
�������������!������������������������������9�������������
���������� ��µ�%������=�����������"���#��������&"�����
&��������&�"��1�4�+>'��9��������� �����"������!������
������������������������������� ����������������������������
���1×1�1<���?4��5��������������������"�������&�"�����/�
(���������������������������������������&���������������
������������������������������������������������9� ����
0��������������>� �!��%���������������"���������������
��=��"��!��"������&�"��11��/����������&�������"�����
&����(�����"������!��������������������������"��������������
����������&"�,�+���������� ������+"��������������%��=�
�����������������������!�������������"������/��$�����!���
�������+"���������%��"���������������!���������������
��������9��������������� �����������������������������
1×1�13���?4%���������������"��������� ��������������
��������� ���������������&����!������������=����������
������������ ���������!#����������!��%�����+"�����������
�����������������"���(��������"�����"��������������������
������&�!��11��/�������������������������������������������
������"�"��������������������������!���������������������
����������������������
#��� %�� ����"��� ��� ����+���� �������� ������ �������� ���� ����+���� !�������� ������ �������� ���� ��� ���� &������ ���� �������!��� �������
�
���� µ
#��� &�� �"������!������� ��������������� )�*� ���� ���� �������������� 9� ����0�������� ����� )?*� ��� ���� ��������+����+"��� ������� �����
��������
�
��
�
���
���
��� ��� ��
��
��
��
��
−��
−��
−9
−8
�� ��
�
��
��
��
�
��
�
�
�
�
�
�
��
��
�
����
� ����
−�
�� ������8 9������
�� ���������� �������� �
������
�
������� ������� �� ���
(���!����������������������� ������������������+���
�"&������� ����1×1�13���?4�����������������������(��
�������������������&�"��
�µ����"���&�����������+�������
&������������������������&�� ����1�������4��� ������
���'�����������������"������ ����"��������������� ����&�
���!���&�� �����������������&���������������������������
&����!�������&��� �17�/��9"������ ��,����������!�����
����������!���������������������� ����1×1�1<���?4�������
���������������������%������������������!���������!������
���������������
����� =����� ��������� (����4��� (����
(����"���"������� �������������������"�����������+�0
��#���� (���+�0� ��#���� ���� ��� �� &#� �� ������"��
����������������������!����������������)AH��/-*���
)���1*�������������������(����"���"���������������� ��
����������&#����������������������)�5�*���������6148
���+�0����#�"�����!��#���������������������������������
����"�����������������������!��#����������������������(��
+�0� ��#��� �����"���"������� ��� �� ���9���� �� ��
��������������������������������1�A�GH>����"����� �����
������"���������4�����(�����!�������������"��"�������
�"���������&����"������������#����<�C�7����:����������
�������������������(�������������!����������1���/���������
������� 6178�
@���"��������������������������������!�� ��,��"������
���������������"������!���������������"������� ����������
�������������� ������������������������������������������
���������������������"���"����'����������(������������"���
�������������������������������#���!�����(�����������������
������������������������������"��������!��&�����&���!��
���������������&����!�������)9���� &*��(������������&"���
��������������������������������"�������������� �����"���
�"��������'���(���������������������������"�&�����������
�����������������������������������������#�����(���������
�������������&����������������� �������������� ��������
�� ������������� ��,��"��������"����������"����'��������
������������������������"���"�������������������"�����
@����������������� �����"����������&����������������������
�����&�����������������#������������%�������������������
���������������"������������"�������&��������������������
������������&"��������������(��������������"���"����'��&��
�������������&���
��2�� =����� ��������� (������@��4�� , ��
��:���
�
� �
���
(�����:��+�����"��"���������������!��#���!��������������
����������������������� 61<%1�8��(��� ��&����������������
�������������������!��������"������&�"�����������������
�������#�����>� �!��%������������1?=+�=���#�������������
��������������#��������������#�����"�������"��������(���
����"�������"����������&��"�������������������������������
����������������������������������������������+��)=*�����
����������1?=+�=���#���%� �������"����������������������
�"���"�� �����$������������%������"������#�����1?=+�=
���"��"������������"�������������'������������������&�
�����������&�����1?=+�=��"���"�� ����������������$���"�
�=��������������������������������������������:��+�����"��
�"���� ������+����#������ ��&#������"����&���������=#
����&������!�����������(����"������!�������������������
������������������������������������9� ����0������������
������ �����9����3��( ��������� ����������!��������������
����"���!��#������&���!����(��������������������,����
��"����&#��������������"���������������������"��"���� ���
���"���"�� �����(�����������������������#���!���������+�
�"���"�� �����&�� �����������!��""��������������������
�����������������������������������������������"����������&�
���!����"���������"������������������������������"�����
���������%�����������������"��������
$� '���������
(������"������������������������������������������!��""�
����������������"���"����'�����"��"������!��&������!�����
��������������������"��"������"����� ���������������
#��� (�� �5A������������ ���+�0� �"������ )�*� ����9� ����0�������� ����� ��� ��������� ������ ��������� �"������ �����+�0� ��#��� )?*�
�
���
−3 −1
��� ��� ��� ��� ���
�� ��
�� ��
�� ��
I/
U
2
2
1 / , 10 VU
G a N
, A
/V
�
�� ���������� �������� �
������
�
������� ������� �� ���
� ������8 9������
+���������������� �������"���������-.����#��%�+���
��������%�+�0���#����������:��+�����������"��"�����(��
������������������"�����������������������������������������
���������"��"������������������������� ����������!��������
�����������"���!��#���������"������!�������������������
����������������������������������"������"��"�������������
�������������������"���#�������������������������(�������
����������������������������������������"��"���� �����"���
�"�� ����&�������������������"��������������������!�
&�������������
��)�����
�
����
(���� ��,� ����"����������������&#�����-.E�);A;9*���
����������� ������+������I,�����������J����)IGE��1:
�<4*����������K5��������5��������������������������-.�
9�����������0����"&��L�������������&#�����K-�"�����
9�����"����������������)-9+*L��������������� ����������
�����������������J����)�9;��71*��������!���!���������������
#��� *�� 9� ����0�������� ����� ��� ��������� ������ ��������� �"�����
�������:��+�� ���"��"��� ���� �"���"�� ����
−3 −1
I/
U
3.8 ��� ��� ���
��
−��
��
−��
��
−��
1/ , 10 VU
SiG e
, A
/V
2
2
A�(�������
1� $�� ;�����%� ����� ������%� ��!�� $�������
������� ���� ����
���
����� *!� )1
�*� 1�
�� E�(��9"�,�%�+�0���������%�-�5�����&����%�(�0��M"'"������9���
������ -�����#�A��������� $$$%�0A�� ��������
����� /�$(�%
�����&"��%� ����#�!����%� 1
�
4� ���.��%��"��.��%��"���.��%�-��N�����<������������.��������;��%
)1
1*� 7< �
7� N�>��N"��%�;�G��N"%�>��G��%�M�>��.��%���N����"��%�A�>��H��
$����.������ ����
�����/�&��$%� )1
3*� ��4��
<� ���� 5!�",�%� 5�;�� G�����!���%� /�+�� .���!����,�%� M�A�
.��!��%�-�/�� 9����%� 5�+��A������!%� ��/�� �!�����,�!%�0�
�
��������6���� �� �+� )����*� 7�1�
�� M����'���"� H�%� >��������� >�%�A��"���>�%� H,��"���G�%
����� �,��>�%�M�,���G�%� $���
����� ����� �������=���������!
�����B��%����� )�������%� �����*� �����
� ��$��G�����!%���0���������!%���N��/��������!%�(�5��9�����%
��0��(��,�!%�$�/��A�,����,�%�O��/����%���/��E�&�'���!%�A�/�
��"��!�� ������ �
�� '�
�� �����0��������
����� ;��(�� )��
� N"�#%
-��������%�+�����#*� 1
%� 713�
3� G��H,���%�(��M�����%������ �&�%��%�G��'"��%�N��$�����
����
�
�� '�
�� �����0��������
����� ;��(�� )��
� N"�#%� -��������%
+�����#*� 1
%� 7���
� ��� 5!�",�%�>��>��������%� /�� .���!����,�%�H��M����'���"�
��������6�� '=��� ���1%� ���1�
1�� H��M����'���"%�>��A��"��%�G��A"���&�%�>��>��������%�G�
H,��"��%�>�� ����� �,�%� "���G��M�,����
��������6�� '��;
���1%�0��� �J,%� (���0���������%� ���� �74��7�%� ���1�
11� G�� M�,��%� G�� H,��"��%� >�� >����� �%� >��A��"��%� H�
M����'���"%�G��A"���&�%�>��>��������%�>��$���'",�%�"���M�
G� ��"����
��������6�� �(� 3
�� '�
�� ������ ���0����:�&�
������
����� .�������6�� ���1%�A�������%�������%� ���� � �4�%
���1�
1�� �'�� ��A�� ��������"����� �������%� N����@���#�P�����%� $0��%
1
7�
14� ���M�"���#� ��� ����� )�����
����� $�
%�($� )�4*� )1
*� 4<4 �
17� H��M����'���"%�-����!�����%�M"��A��.��!��%����>"&&���%� $�A�
(����#��"%�G��A"���&�%�>�.��>��������%�/�+��.���!����,�%
��� 5!�",���
��������6�� �(� '�0;� ����%� �����
1<� -��+�"�'������%�E��>�������%� ��� ��������"�%�I��+������%
>�� ����%�-�� ;�����%� ��� ;������� <�� ����� ����� .��������,�&)4*
)1
3*� 1� ��
1�� $�� ;��&�'���%� ;�+�����%� .�.�����%� N�9�������'%� N��-������%
;�� N�#���� <�� ����� ����� .��������,�&)4*� )1
3*� 1<3��
|