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第 6 章 场发射
第 6 章 场发射 6.1 简介 电子束在许多应用和基础研究工具中起着核心作用。例如，电子发射用于阴极射线管、X 射线管、扫描电子显微镜和透射电子显微镜。在许多此类应用中，希望获得高密度的窄电子束，且每束的能量分布紧密。所谓的电子枪广泛用于此目的，它利用热阴极的热电子发射来操作。然而，由于发射电子的热展宽，实现具有窄能量分布的电子束很困难。因此，冷阴极的场发射备受关注，但需要大的电场导致尖端表面的原子迁移，因此难以实现长时间稳定运行。碳纳米管可能为这些问题提供解决方案。事实上，碳纳米管在冷场发射方面具有许多优势：与金属和金刚石尖端相比，纳米管尖端的惰性和稳定性可以长时间运行；冷场发射的阈值电压低；工作温度低；响应时间快、功耗低、体积小。本章后面将讨论，利用纳米管优异场发射特性的原型设备已经得到展示。这些设备包括 X 射线管 [Sug01]、扫描 X 射线源 [Zha05]、平板显示器 [Cho99b] 和灯 [Cro04]。在详细介绍场发射之前，我们先介绍一下早期的实验工作，这些工作确立了碳纳米管在场发射方面的前景 [Hee95]。图 6.1 显示了测量碳纳米管薄膜场发射的实验装置。其中，碳纳米管薄膜（纳米管垂直于基底）用作电子发射器。铜网格位于纳米管薄膜上方 20 微米处，由云母片隔开。在铜网格和纳米管薄膜之间施加电压会产生一束电子，该电子束穿过铜网格，并在距离铜网格 1 厘米的电极处被检测到。 （需要注意的是，这些实验是在高真空条件下进行的，场发射装置位于真空室中，残余压力为 10 -6 托。）图 6.1 显示了这种装置的电流与电压曲线，表明正向偏置方向的电流大幅增加（发射类似于二极管：对于负电压，电流非常小）。为了验证光束确实由电子组成，光束在磁场中偏转，偏转对应于具有自由电子质量的粒子的偏转。该图的插图显示了 ( ) 2 log / IV vs 1 V − 的图，即所谓的 Fowler-Nordheim 图（更多信息请参见
强场Qed
量子场理论在存在强背景字段的情况下包含有关量子计算机有一天可能提供有价值的合成资源的相互关系的问题。在NISQ时代，考虑更简单的基准概率，以开发可行的方法，确定当前硬件的关键局限性并构建新的仿真工具。在这里，我们使用实时非线性BREIT-WHEELER配对生产作为原型过程，对3+1维的强场QED（SFQED）进行量子模拟。在毛茸茸的伏尔科夫模式的扩展中，强烈的Qed hamiltonian被解散和截断，与Breit-wheeler相关的相互作用转化为量子电路。量子模拟与经典模拟非常吻合，包括我们开发并适应具有时间依赖性汉密尔顿的Trotterterization的不对称解答算法。我们还讨论了SFQED量子模拟的长期目标。
1光场的基本概念
在光学介质中，电荷保守性要求在某个位置诱导的光场诱导的电荷密度增加，始终伴随着另一个位置的减少，导致无净宏观诱导的电荷密度。因此，宏观光学场的ρIND¼0和ρ总¼ρext。相比之下，在光学介质中可以存在诱导的J IND6¼0的宏观电流密度。在不含外部源的光学介质中，JExt¼0和ρ总计¼ρeven¼0，但是J总¼J结合了Jcond¼jcond¼jind6¼0：j bound和j bond cond is t is j bound和j cond is t is t to to to optical field均应诱导电流。边界电子极化电流j结合是一个位移电流，始终包含在∂d=∂t项中，但在（1.5）中的J项中不包含。传导电流J Cond也是诱导的电流，但它是由介质中的自由电荷载体携带的。在不存在外部电流和外部电荷的情况下，麦克斯韦方程的形式取决于如何处理传导电流。通常有两种选择。
引导服务线
DC Water 的无铅 DC 计划旨在实现一项雄心勃勃的目标，即到 2030 年公平地拆除所有铅服务线。自 2019 年以来，我们更多地了解了整个特区的铅服务线位置、如何高效地完成全区范围内的铅服务线拆除，以及与客户就更换计划进行沟通的有效方式。我们利用这些经验教训修订了 2021 年铅服务线更换计划，以确保我们在 2030 年前拆除和更换特区内的每一条铅服务线。在该计划中，我们描述了最近的现场调查和更换工作的结果如何促使我们重新评估原始服务线清单的准确性。我们仔细检查了用于制定初始清单的所有数据源，并将特区内的所有服务线分类为已验证的铅服务线、疑似铅服务线、无信息（没有管道材料记录的服务线）、疑似非铅服务线和已验证的非铅服务线。此更新的库存分类系统为 DC Water 在估计特区内剩余的铅服务线时提供了更高的置信度。为了最终确定可疑的服务线是铅还是非铅，我们正在调查和验证任何被归类为可疑铅、可疑非铅或没有信息的房屋的服务线材料。在我们将要调查的房屋中，我们估计其中大约有 42,000 所房屋需要更换。随着我们在现场了解更多信息，我们将更新清单并在 Lead Free DC 网站上实时与公众分享。