电场作用下飞秒激光辐照金属的超快热电子发射研究

摘要

利用双温度方程和Richardson方程模拟了飞秒脉冲激光诱导金属产生的超快热电子发射,对有无外加电场情况下的超快热电子发射进行了比较。结果发现:飞秒激光诱导热电子发射的持续时间在亚皮秒量级,随着电场强度的增加,热电子发射效率明显提高,外加的电场可以增强激光诱导金属表面的热电子发射,施加的电场降低了金属表面的电子逸出势,相当于降低了金属表面的功函,从而提高了热电子发射效率;但在较高的激光能量密度下,随着激光能量的增加,热电子发射的增加变得非常缓慢,这是由于大量逸出的电子在金属表面产生空间电荷效应,阻止电子逃离金属表面。这个结果有助于理解超快电子热行为的机理,并改进超快热电子发射系统。