场致电子发射多尺度-非平衡格林函数理论研究

场致电子发射本质上是一个多电子过程，但现有的场致电子发射理论都是单电子理论，并且是在一个或多个方向上分别用WKB近似，不能考虑各个方向的电子波函数之间的相干性。非平衡格林函数计算方法将能把场致电子发射过程中电子之间的关联考虑进去，超越准经典近似的FN理论和现有的单电子场致电子发射理论。.　　我们将用非平衡格林函数结合多尺度耦合计算方法来研究碳纳米管和石墨烯的场致电子发射。.　　多尺度耦合计算方法，一方面可以使尖端的势垒计算更准确，另一方面能提供全空间的电势分布，从而能计算出射波函数在远离阴极处的行为，为研制量子相干电子源和全息电子技术提供理论依据。.本项目也是高效场发射平板显示器、原子探针等应用技术的基础研究。

场致电子发射本质上是一个多电子过程，但现有的场致电子发射理论都是单电子理论，并且是在一个或多个方向上分别用WKB 近似，不能考虑各个方向的电子波函数之间的相干性。非平衡格林函数计算方法将能把场致电子发射过程中电子之间的关联考虑进去，超越准经典近似的FN 理论和现有的单电子场致电子发射理论。本项目使用非平衡格林函数结合多尺度耦合计算方法来研究石墨烯的场致电子发射。结果发现，交换关联势对电负性较大的边缘的势垒高度有重要影响，对所有边缘的势垒宽度都有重要影响。并用不同结构的边缘的稳定性及势垒变化解释了实验中发现的还原氧化石墨烯场发射性能随氧含量非单调变化。用开口闭口石墨烯边缘的能带结构变化解释了实验中场发射图像的变化。研究了在电场和磁场共同作用下的石墨烯相干场发射图像，发现相干条纹像取决于石墨烯A-B子晶格的相位差，调节子晶格的相位差能够使发射像的图像发生明显变化。