Electron Emission and Nano Plasma in Nanogap for compact THz sources

电子发射与纳米间隙中的纳米等离子体是连接真空纳米电子学、超快电子学、等离子体物理与量子输运的前沿交叉领域。当电极间距缩小至几十纳米或更小时，经典真空电子学、场致发射、量子隧穿与等离子体形成过程强烈耦合，产生传统模型无法描述的新物理现象。

根据间隙尺寸和介质（真空、气体或固体）的不同，主导机制也有所区别：0.5–5 nm时以量子隧穿为主；数十纳米时电极隧穿对纳米等离子体形成起关键作用；

数微米微间隙则遵循修正帕申定律。纳米到微米间隙的过渡区域不仅对跨尺度建模具有重要意义，也蕴含广泛的应用潜力。

相较于稳态放电，电子与等离子体的时间依赖动力学（研究较少）可用于产生太赫兹辐射。本报告将概述该领域的研究现状，并汇报近期工作进展。

在应用方面，重点合作开发基于纳米等离子体的高功率太赫兹源。通过粒子模拟（PIC）方法，研究大气压下纳米间隙中的气体放电动力学，系统分析外部电阻、发射面积和间隙距离对等离子体形成及动态演化至稳态过程的影响。

结果表明，当间隙缩小至100 nm以下时，击穿电压显著偏离修正帕申定律的预测。这些发现有助于深入理解纳米尺度等离子体动力学，为未来纳米等离子体器件的设计与优化提供指导。

Prof. Lay Kee (Ricky) Ang 获美国密歇根大学硕士和博士学位，现任新加坡科技设计大学副校长（研究与国际事务）、黄廷方讲席教授及科学、数学与技术教授。加入SUTD前，他曾任新加坡南洋理工大学电机与电子工程学院微电子系教授（2002–2011），以及美国洛斯阿拉莫斯国家实验室应用物理部LANL主任博士后研究员（1999–2001）。

他的主要研究方向包括电子发射、电荷输运、电接触和光与物质相互作用的理论建模，应用于电子、光子和等离子体领域。他目前应用分数阶微积分分析复杂无序系统。

其研究项目获得新加坡（MOE, A*STAR, SUTD）和美国（AFOSR, ONRG）资助。他是四个专业学会会士（APS, IEEE, IOP, AAIA），IEEE杰出讲师，入选全球前2%顶尖科学家（应用物理领域）。

同时担任浙江大学求是客座教授、清华大学杰出访问教授和西安交通大学兼职教授。