Exponential modulation of Fowler–Nordheim emission by an external quasistatic optical field
Ключові слова:
field emission, Fowler–Nordheim tunneling, quasistatic regime, optical field modulation, local field enhancement, nanoscale emitters, ultrafast electron sourcesАнотація
Проаналізовано модуляцію польової емісії Фаулера–Нордгейма зовнішнім оптичним полем у квазістатичному режимі. Коли характерний час тунелювання електронів значно коротший за оптичний період, емісійний струм визначається миттєвим електричним полем на поверхні емітера, а не процесами поглинання фотонів. Через експоненціальну залежність тунелювання Фаулера–Нордгейма від амплітуди електричного поля навіть відносно слабке оптичне збурення може призвести до вираженої модуляції струму емісії. Цей ефект суттєво підсилюється на нанорозмірних емітерах завдяки геометричному підсиленню поля. Теоретичні оцінки показують, що реалістичні параметри можуть забезпечити глибину модуляції у кілька порядків. Запропонований механізм не ґрунтується на плазмонних резонансах або традиційних процесах фотоемісії і відкриває простий шлях до оптичного керування надшвидкими джерелами електронів та нанорозмірними вакуумними електронними пристроями.
