Thermionic Emission, Field Emission, and the Transition Region

Murphy, Erica; Good, R. H.

doi:10.1103/physrev.102.1464

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“…However, apart from the barrier-form difference, most of FN's assumptions were also used by MG. Further, MG used a JWKB-like approximation [26,27] that does not generate the tunnelling pre-factor that should physically be present [16,18,30], although a pre-exponential correction factor (t F -2 ) relating to analytical integration over emitter electron states does appear.…”

Section: Figure 1 Near Herementioning

confidence: 99%

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Extraction of emission parameters for large-area field emitters, using a technically complete Fowler–Nordheim-type equation

2012

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In papers on cold field electron emission from large area field emitters (LAFEs), it has become widespread practice to publish a misleading Fowler-Nordheim-type (FN-type) equation. This equation over-predicts the LAFE-average current density by a large highly-variable factor thought to usually lie between 10 3 and 10 9 . This equation, although often referenced to FN's 1928 paper, is a simplified equation used in undergraduate teaching, does not apply unmodified to LAFEs, and does not appear in the 1928 paper. Technological LAFE papers often do not cite any theoretical work more recent than 1928, and often do not comment on the discrepancy between theory and experiment. This usage has occurred widely, in several high-profile American and UK applied-science journals (including Nanotechnology), and in various other places. It does not inhibit practical LAFE development, but can give a misleading impression of potential LAFE performance to non-experts. This paper shows how the misleading equation can be replaced by a conceptually complete FN-type equation that uses three high-level correction factors. One of these, or a combination of two of them, may be useful as an additional measure of LAFE quality; this paper describes a method for estimating factor values using experimental data, and discusses when it can be used. Suggestions are made for improved engineering practice in reporting LAFE results. Some of these should help to prevent situations arising whereby an equation appearing in high-profile applied-science journals is used to support statements that an engineering regulatory body might deem to involve professional negligence.2

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Section: Figure 1 Near Herementioning

confidence: 99%

“…should also be given to Ref. [27] (and, maybe, to related references) and to one or more modern accounts of FN theory, such as Refs. [52] or [53], and/or to some specific source of the particular FNtype equation used.…”

Section: Proposals For Improved Practicementioning

confidence: 99%

Extraction of emission parameters for large-area field emitters, using a technically complete Fowler–Nordheim-type equation

2012

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“…Fieldassisted tunneling is expected to have a specific temperature dependence, which is encapsulated into the temperature dependence of parameter A, according to 29 :…”

Section: Field the Tunneling Current Density Is Represented By The Umentioning

confidence: 99%

Temperature Dependence of Electrical Transport in a Pressure-Sensitive Nanocomposite

Webb

Bloor

Szablewski

et al. 2014

ACS Appl. Mater. Interfaces

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“…Por essa razão, é curioso que as interfaces sólido-gás e líquido-gás não tenham sido tratadas da mesma forma, considerandose a existência de íons, em qualquer atmosfera natural e em muitas condições de laboratório. Existe uma única situação em que a partição de cargas na interface sólido-gás foi estudada com suficiente detalhe, que foi o da emissão termo-iônica, 56 quando elétrons formam uma atmosfera de cargas espaciais vizinha a um filamento metálico aquecido. Vários dos resultados apresentados neste trabalho podem ser bem compreendidos considerando a existência de dupla camada elétrica, também em interfaces sólido-gás e líquido-gás, formando-se uma camada difusa na fase gasosa.…”

Section: Discussão E Conclusõesunclassified

Eletrização de dielétricos: novas propostas para resolver velhos problemas

et al. 2010

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Recebido em 30/6/10; aceito em 30/8/10; publicado na web em 8/11/10 ELECTROSTATIC CHARGING OF DIELECTRICS: NEW APPROACHES TO SOLVE PERSISTING PROBLEMS. Electrostatic phenomena were discovered long ago but their interpretation according to well-established atomic-molecular theory is still lacking. As a result, electrostatic phenomena are often irreproducible and uncontrolled, causing serious practical problems. Highly reproducible recent experimental results on electrostatic charging from this and other laboratories are reviewed in this work, together with a description of the relevant but not so usual Kelvin probe and Faraday cup techniques. These results support a new model for electrostatic charging of dielectrics and insulated metals, based on the role of moist atmosphere as a charge reservoir.Keywords: water ion partition; electrostatic charging; Kelvin probe. INTRODUÇÃO Eletrização de materiaisO primeiro relato de um fenômeno de eletrização é devido a Tales de Mileto e os resultados experimentais obtidos até o século 19 foram consolidados no tratado de Maxwell sobre Eletromagnetismo. 1 Hoje, a eletrostática está presente em muitas tecnologias de produtos e processos importantes: as máquinas de eletrocópias, impressoras a laser, 2 eletretos 3 usados como transdutores acústicos, reciclagem de políme-ros isolantes, 4 fabricação de nanofibras e nanotubos poliméricos por fiação eletrostática, 5 pintura eletrostática e filtração eletrostática. 6 A eletrização atmosférica também é conhecida de praticamente todas as populações humanas devido à sua associação às tempestades. Poderosas descargas eletrostáticas são ainda observadas em erupções vulcânicas e em tempestades de areia, em regiões áridas. 7 Apesar da onipresença dos fenômenos eletrostáticos e das suas consequências, o conhecimento sobre este tópico ainda é bastante empírico. 8,9 Persistem lacunas importantes na correlação de ideias fundamentais da teoria atômico-molecular com as observações experimentais da eletrostática de materiais isolantes 10 e muitas questões importantes sobre esse assunto ainda não foram satisfatoriamente respondidas. A principal delas é a identidade das espécies portadoras de cargas em um material isolante, bem como a sua detecção e identificação. Schein, um ex-dirigente de pesquisas na Xerox afirmou em uma importante e recente revisão: "Most researchers believe that insulator charging is a surface phenomenon. Creating a reproducible surface and obtaining experimental reproducibility among laboratories has been a challenge". 8 Portanto, não há consensos amplos sobre a teoria dos fenômenos eletrostáticos e também não há paradigmas experimentais reprodutíveis mesmo nos casos mais simples da eletrização por contato e triboeletrização.O desconhecimento dos mecanismos de acúmulo e dissipação de cargas eletrostáticas não é somente restrito à área de materiais. As pesquisas em geofísica não produziram ainda um modelo efetivo para explicar a eletrização da atmosfera, 11 o que está certamente associado às frequentes perdas de vidas e propried...

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Thermionic Emission, Field Emission, and the Transition Region

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Extraction of emission parameters for large-area field emitters, using a technically complete Fowler–Nordheim-type equation

Extraction of emission parameters for large-area field emitters, using a technically complete Fowler–Nordheim-type equation

Temperature Dependence of Electrical Transport in a Pressure-Sensitive Nanocomposite

Eletrização de dielétricos: novas propostas para resolver velhos problemas

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