【Materials Today Communications：場發射電流-電壓資料的解釋：使用者友好網絡工具的背景理論和詳細模拟測試】在場電子發射（FE）研究中，通常使用資料分析圖，在“光滑平面類金屬發射體（SPME）方法”的架構内解釋測量的電流-電壓特性和提取發射體特性參數。這種方法最初是在20世紀20年代引入的。目前存在三種主要的資料圖類型：Millikan–Lauritsen（ML）圖、Fowler–Nordheim（FN）圖和Murphy–Good（MG）圖。ML圖通常用于早期FE研究，但大多數現代分析使用FN圖。MG圖是最近引入的。
從理論上講，現在已經知道，在SPME方法中，ML和FN圖被預測為略微彎曲，但Murphy–Good圖将非常接近直線。是以（因為1956年Murphy–Good發射理論相比1929年修正的1928年Fowler–Nordheim發射理論是“更好的實體”），預期使用MG圖的參數提取将比使用ML圖或FN圖的提取更精确。
在技術FE研究中，電流-電壓特性通常被轉換為其他形式。是以，測量的電壓可以轉換為（表觀）宏觀場，和/或電流值可以轉換為宏觀電流密度。是以，在分析FE電流-電壓結果時，可以找到四種資料輸入形式。
同樣的情況是，廣泛采用的測量系統模型過度簡化，簡單使用資料分析圖解釋資料的有效性也是個問題。過去發表的關于場發射材料開發的研究似乎包含虛高的發射體特性參數“特征場增強因子”。2013年描述了一種程式（所謂的“正統測試”），該程式允許對測量系統行為進行有效性檢查，并發現大約40%的小樣本測試結果虛高，但迄今為止本程式使用有限。
為了幫助FE電流-電壓資料解釋和有效性檢查，主要作者正在設計一個簡單的使用者友好的網絡工具。當使用者從三種資料分析圖中選擇一種輸入一些系統規範資料和一些“範圍限制”資料時，網絡工具需要使用四種資料輸入變化中的任何一種。然後，網絡工具應用于正統測試，如果測試通過，則計算相關發射體特性參數的值。
本研究報告了以下内容：（1）使用擴充的Murphy–Good場電子發射理論準備的模拟輸入資料對網絡工具功能進行系統測試；以及（2）再次使用模拟輸入資料，就提取的表征參數值與模拟輸入值比對的精度，對三種不同的資料圖類型進行系統比較。本文全面總結了現代基于SPME的電流-電壓資料分析程式所依據的理論。注意到原則上需要（在适當的時候）繼續進行基于彎曲發射體發射理論的資料分析程式。
一個重要的結果是（通過模拟）證明，特别是在提取正式發射面積方面，Murphy–Good圖的性能明顯優于Fowler–Nordheim圖和Millikan–Lauritsen圖。這一結果對于場電子發射科學很重要，因為現在已經知道，場電子發射的不同理論之間的差異往往會影響正式發射面積。
來源：Mohammad M. Allaham , Richard G. Forbes , Alexandr Knápek , Dinara Sobola , Daniel Burda , Petr Sedlák , Marwan S. Mousa，Interpretation of field emission current–voltage data: Background theory and detailed simulation testing of a user-friendly webtool，Materials Today Communications 31 (2022) 103654#科學##實體##電子發射##場發射#
