エクゾ電子放出のためのSiドープMgO中の電子エネルギー状態

HO S.; NOBUKI S.; UEMURA N.; MORI S.; MIYAKE T.; SUZUKI K.; MIKAMI Y.; SHIIKI M.; KUBO S.

文献

J-GLOBAL ID：200902238536912990 整理番号：09A0759094

エクゾ電子放出のためのSiドープMgO中の電子エネルギー状態

Electronic energy states in Si-doped MgO for exoelectron emission

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資料名：
巻： 106 号： 1 ページ： 014911 発行年： 2009年07月01日
JST資料番号： C0266A ISSN： 0021-8979 CODEN： JAPIAU 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

MgO層中のエクゾ電子と放電遅延時間の実験的確率分布から求めたエクゾ電子の放出時定数に対する熱励起と放出のモデルを用いて,電子放出源(EES)のエネルギー状態密度を求めるための一般化解析法を考案した。SiドープMgOに適用した場合には高温と短い時間間隔のときの放出時定数が短くなったが,これは熱励起のためである。SiEESのエネルギー状態密度D_Si(E)は736meVにメインピーク,601meVにサテライトピークを持ち,エネルギー構造が586~896meVにわたっていることが分かった。SiEESの有効数は純粋のMgOのそれの5.5倍であった。SAC-CI法を用いて結晶構造を持ったSiドープMgOクラスタでの励起エネルギーが0.83eVであることが分かり,SiEESがエクゾ電子放出に一役買っていた。熱励起はSi-O束縛状態とMgエッジ状態から反対称エッジ状態と拡張表面状態への遷移によって支配されていた。内部にドープしたSi原子と最近接酸素空格子点があるMgOクラスタの励起エネルギーの計算値は0.75eVで,これはD_Si(E)のメインピークに一致している。表面にドープしたSi原子と最近接酸素空格子点があるMgOクラスタの励起エネルギーは0.64eV,0.73eVおよび0.78eVであった。一番目の励起エネルギーはサテライトピークに一致している。D_Si(E)の広いエネルギー構造はMgOクラスタの内部と表面のSi原子の位置およびSi-Oの原子間距離に対する励起エネルギーの依存性によって生じた。また,エネルギー構造は種々の対称Mgエッジ状態と表面状態への熱励起に起因すると考えられる。隣接した酸素空格子点があるSiEESの複雑構造の数を増加させた場合には複雑構造から酸素空格子点が発生し,電子トラップの増加によって電子放出率が減少した。そのために複雑構造の数にはSiEESの最大有効数をもたらす最適値がある。(翻訳著者抄録)

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その他の電子放出

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