【Materials Today Communications：场发射电流-电压数据的解释：用户友好网络工具的背景理论和详细模拟测试】在场电子发射（FE）研究中，通常使用数据分析图，在“光滑平面类金属发射体（SPME）方法”的框架内解释测量的电流-电压特性和提取发射体特性参数。这种方法最初是在20世纪20年代引入的。目前存在三种主要的数据图类型：Millikan–Lauritsen（ML）图、Fowler–Nordheim（FN）图和Murphy–Good（MG）图。ML图通常用于早期FE研究，但大多数现代分析使用FN图。MG图是最近引入的。
从理论上讲，现在已经知道，在SPME方法中，ML和FN图被预测为略微弯曲，但Murphy–Good图将非常接近直线。因此（因为1956年Murphy–Good发射理论相比1929年修正的1928年Fowler–Nordheim发射理论是“更好的物理”），预期使用MG图的参数提取将比使用ML图或FN图的提取更精确。
在技术FE研究中，电流-电压特性通常被转换为其他形式。因此，测量的电压可以转换为（表观）宏观场，和/或电流值可以转换为宏观电流密度。因此，在分析FE电流-电压结果时，可以找到四种数据输入形式。
同样的情况是，广泛采用的测量系统模型过度简化，简单使用数据分析图解释数据的有效性也是个问题。过去发表的关于场发射材料开发的研究似乎包含虚高的发射体特性参数“特征场增强因子”。2013年描述了一种程序（所谓的“正统测试”），该程序允许对测量系统行为进行有效性检查，并发现大约40%的小样本测试结果虚高，但迄今为止本程序使用有限。
为了帮助FE电流-电压数据解释和有效性检查，主要作者正在设计一个简单的用户友好的网络工具。当用户从三种数据分析图中选择一种输入一些系统规范数据和一些“范围限制”数据时，网络工具需要使用四种数据输入变化中的任何一种。然后，网络工具应用于正统测试，如果测试通过，则计算相关发射体特性参数的值。
本研究报告了以下内容：（1）使用扩展的Murphy–Good场电子发射理论准备的模拟输入数据对网络工具功能进行系统测试；以及（2）再次使用模拟输入数据，就提取的表征参数值与模拟输入值匹配的精度，对三种不同的数据图类型进行系统比较。本文全面总结了现代基于SPME的电流-电压数据分析程序所依据的理论。注意到原则上需要（在适当的时候）继续进行基于弯曲发射体发射理论的数据分析程序。
一个重要的结果是（通过模拟）证实，特别是在提取正式发射面积方面，Murphy–Good图的性能明显优于Fowler–Nordheim图和Millikan–Lauritsen图。这一结果对于场电子发射科学很重要，因为现在已经知道，场电子发射的不同理论之间的差异往往会影响正式发射面积。
来源：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#科学##物理##电子发射##场发射#
