Low-energy electron transport in gold: mesoscopic potential calculation and its impact on electron emission yields
| Autor: | Chen-Hui Chan, Floriane Poignant, Andrei Ipatov, David Loffreda, Michael Beuve, Elise Dumont, Benoit Gervais, Ricardo Martins Ramos |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie - UMR5182 (LC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Centre de recherche sur les Ions, les MAtériaux et la Photonique (CIMAP - UMR 6252), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche sur les Matériaux Avancés (IRMA), Normandie Université (NU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut national des sciences appliquées Rouen Normandie (INSA Rouen Normandie), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Normandie Université (NU)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
[PHYS]Physics [physics]
Mesoscopic physics Materials science Mean free path Monte Carlo method General Physics and Astronomy Fermi energy 02 engineering and technology Electron 021001 nanoscience & nanotechnology Molecular physics Secondary electrons 030218 nuclear medicine & medical imaging 03 medical and health sciences 0302 clinical medicine Density functional theory 0210 nano-technology Plasmon |
| Zdroj: | Eur.Phys.J.Plus Eur.Phys.J.Plus, 2021, 136 (3), pp.345. ⟨10.1140/epjp/s13360-021-01318-x⟩ |
| Popis: | International audience; In a previous work, we extended and benchmarked the MDM Monte Carlo code with available data for gold metallic media irradiated by electron beams. In this paper, we worked with the aim of improving the cross sections on which our Monte Carlo simulation is based, and which are essential for an accurate description of the transport of electrons in gold. The mesoscopic potential of solid gold has been predicted, and its sensitivity toward electron emission has been evaluated. This potential was derived from the calculation of the electrostatic and atomistic potential by density functional theory and used to calculate inelastic inverse mean free path for electron transport. After integrating these results into our Monte Carlo code, we evaluated the impact of these new cross sections on yields of electron emission from solid gold irradiated by monoenergetic electron beams. We obtained a mesoscopic potential value of − 12.77 eV for our model of bulk metal gold, 27% lower than the one commonly estimated from the Fermi energy. This result impacted on the inverse mean free path for plasmon excitations with a 10% decrease for electrons in the range of 6–30 eV. Regarding electron emission yields, there was no impact of the new mesoscopic potential on the primary electron yields, but for secondary electrons, the emission yields were increased by a factor of up to two depending on the primary beam energy and thickness of the gold foil. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|