Tunneling Calculation in the Field Ion Microscope

Authors

  • Ariel Almeida Abreu Silva Coordenação de Ciências Naturais/Física - UFMA
  • A.V. Andrade-Neto Departamento de Física - UEFS

DOI:

https://doi.org/10.13102/sscf.v12i.5429

Keywords:

Tunneling, Field Ion Microscope, Barrier Penetration, JWKB Approximation.

Abstract

In this work we describe calculations of tunneling rate constants for the Field Ion Microscope (FIM) using one-dimensional model potential that simulates the ionization process in a FIM. We obtain expressions for the ionization rate constant (ionization probability per unit of time) of inert gas atoms as a function of their position above the surface. In order to calculate the probability of barrier penetration we have used the semiclassical (JWKB) approximation. We have also calculated ionization zone widths as the distance between points where ionization rate is a maximum and half of this value. An application to helium as the imaging gas is presented to highlight the power of the method.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

Ariel Almeida Abreu Silva, Coordenação de Ciências Naturais/Física - UFMA

Possui graduação em Licenciatura em Física pela Universidade Estadual de Feira de Santana (2009), mestrado em Física pela Universidade Federal do Maranhão (2012) e doutorado em Física pela Universidade Federal do Maranhão (2015), com período Sandwich na Universidade da Coruña - Espanha (2014) . Atualmente, é professor adjunto I da Universidade Federal do Maranhão e Coordenador do Curso de Ciências Naturais - Física. Também, é coordenador de área do projeto de extensão PIBID - Física financiado pela CAPES. Tem experiência na área de Física, com ênfase em síntese e caracterização de materiais multiferróicos com estrutura perovskita, atuando principalmente nos seguintes temas: Estudos das propriedades magnéticas, vibracionais, eletrônicas e elétricas em materiais multiferróicos. Atualmente, investiga compostos híbridos orgânicos-inorgânicos com estrutura perovskita para aplicação em sistema de refrigeração sólida.

A.V. Andrade-Neto, Departamento de Física - UEFS

Possui graduação em Física (bacharelado) pela Universidade Federal da Bahia (1986), mestrado em Física pela Universidade Federal da Bahia (1991), doutorado em Física pela Universidade Estadual de Campinas (2005) e Pós-doutorado em Física pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) (2016). Atualmente é professor titular da Universidade Estadual de Feira de Santana. Professor e orientador de mestrado do Mestrado Profissional em Ensino de Física (MNPEF) Polo Feira de Santana. Tem experiência na área de Física, com ênfase em Física da Matéria Condensada, atuando principalmente nos seguintes temas: Propriedades óticas de sistemas condensados, Espalhamento Raman, Física geral, Física de superfícies e temas de Ensino de Física.

References

E.W. Müller, T.T. Tsong, Field Ion Microscopy - Principles and Applications. Amsterdam: Elsevier (1969).

E.W. Müller, K. Bahadur. Phys. Rev. 101, 624 (1956).

W. Paul, P. Grütter, Field Ion Microscopy for the Characterization of Scanning Probes. In: C.S.S.R. Kumar (Eds.), Surface Science Tools for Nanomaterials Characterization. Berlin: Springer (2015).

M.G. Inghram, R. Gomer. J. Chem. Phys. 22, 1279 (1954).

T.T. Tsong, E.W. Müller. J. Chem. Phys. 41, 3279 (1964).

A.A.A. Silva, A.V. Andrade-Neto. Rev. Bras. Ens. Fis. 34, (1) 1304 (2012).

I.S. Gradshteyn, I.M. Ryzhik, Tables of Integrals, Series and Products. New York: Academic Press (1965).

E.W. Müller, K. Bahadur. Phys. Rev. 102, 624 (1956).

R. Haydock, D.R. Kingham. J. Phys. B, Atom. Mol. Phys. 14, 385 (1981).

R. Haydock, D.R. Kingham. Surf. Sci. 103, 239 (1981).

A.V. de Andrade-Neto, C.M.C. de Castilho. J. Phys. B, Atom. Mol. Opt. Phys. 24, 2609 (1991).

S.C. Lam, R.J. Needs. Surf. Sci. 277, 359 (1992).

M.M. Mollicone, L.C.O. Dacal, C.M.C. de Castilho. Surf. Sci. 94-95, 68 (1996).

Downloads

Published

2020-07-27

How to Cite

Abreu Silva, A. A., & Andrade-Neto, A. (2020). Tunneling Calculation in the Field Ion Microscope. Sitientibus Physical Science Series, 12, 5–10. https://doi.org/10.13102/sscf.v12i.5429

Issue

Vol. 12 (2016): Sitientibus Journal Physical Sicence Series

Section

Condensed Matter Physics

License

Sitientibus Physical Science Series is an open access journal, which means that all content is available for free and without cost to the user or his institution. Users are authorized to read, download, copy, distribute, print, search, or link to the full texts of articles in this journal, without asking the editor or author's prior permission. This is in line with BOAI's definition of open access.

Authors who publish with this journal agree to the following terms:

1. The authors retain copyright and grant the journal the right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgment of authorship of the work and initial publication in this journal.

2. Authors may enter into separate additional contractual agreements, but in accordance with the aforementioned license, for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (eg, post it in an institutional repository or publish it in a book ), with an acknowledgment of its initial publication in this journal.

Bookmark and Share