Émission de champ



L’émission d’électrons à partir d’un solide ne se fait que par mécanismes :  
  • en fournissant suffisamment d’énergie aux électrons (température, irradiation) pour qu’ils sautent par dessus la barrière de surface (émission thermoélectronique ou émission schottky en présence de champ électrique)
  • par effet tunnel à travers la barrière si l’épaisseur est inférieure à ~1 nm (émission de champ si l’énergie des électrons est inférieure à l’énergie de Fermi et émission T-F sinon)
Diagramme mécanisme d’émission électroniqueDiagramme mécanisme d’émission électronique
Ef : énergie de Fermi
Emission de champs d'un réseau de cathodes froides à base de nanoperles de carbone.
L’émission de champ énergie des électrons est possible lorsque l’énergie des électrons est inférieure au niveau de Fermi (voir photo). En déformant la barrière de potentiel, par l’application d’un champ électrique externe, on observe une émission d’électrons quand la largeur de la barrière est ≤ environ 1 nm.

L’émission de champ des électrons est essentiellement un processus tunnel sans effet joule (échauffement). L’abaissement de la barrière est telle que le haut de la barrière est en dessous de EF (affinité électronique négative) et correspond à des densités importantes de courant > à 1010 A/cm2.

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