-
陰極電子發射
鎖定
在金屬陰極中,電子可以自由運動。但在陰極表面,由於電子和晶格離子之間靜電力的作用形成勢壘,使電子不能離開電極表面。為了克服表面勢壘的阻礙,把電子移到陰極之外,需要施加逸出功(或稱為功函數)eφ。逸出功決定於陰極的材料和表面狀態。給電子提供能量,把電子從陰極中釋放出來的方式有光電發射、熱發射、場致發射、二次電子發射等。
- 中文名
- 陰極電子發射
- 外文名
- electron emission from cat-hode
- 學 科
- 電力科學
- 拼 音
- yīn jí diàn zǐ fā shè
陰極電子發射釋義
陰極發射電子的過程。在氣體放電中陰極起着重要作用,它提供電子,維持了電流的循環。在金屬陰極中,電子可以自由運動。但在陰極表面,由於電子和晶格離子之間靜電力的作用形成勢壘,使電子不能離開電極表面。為了克服表面勢壘的阻礙,把電子移到陰極之外,需要施加逸出功(或稱為功函數)eφ。逸出功決定於陰極的材料和表面狀態。給電子提供能量,把電子從陰極中釋放出來的方式有光電發射、熱發射、場致發射、二次電子發射等。
陰極電子發射光電發射
波長足夠短的電磁輻射入射到陰極表面而引起的陰極電子發射。對於大多數的純金屬,λc落在紫外光譜區域,其光電發射係數(一個入射光子產生的光電子數)約在10~10的範圍。光電器件就利用了光電發射效應。在光電器件的陰極表面塗上一層氧化物或合金,使λc落在可見光區甚至紅外區,其光電發射係數也大大增加。
陰極電子發射熱發射
由於温度升高而引起的陰極表面電子發射。在室温下,只有極少數的電子,它的能量超過金屬表面勢壘,可從陰極表面離開。當把陰極加熱到1500~2500K時,將有一部分電子具有足夠的能量,穿過勢壘而從表面發射出來。
陰極電子發射場致發射
由於外加強電場而引起的陰極表面電子發射。在外加強電場的作用下,陰極中部分電子“穿過”勢壘而從表面發射出來。按照量子力學的理論,處於位阱中的電子,即使它的能量不超過勢壘的勢能,也有一定的概率穿過勢壘而跑掉,這就是所謂的“隧道效應”。在強電場的作用下,勢壘的形狀變窄變低,電子就容易穿過勢壘而從表面發射出來。對於一定的金屬,其場致發射電流密度可根據波動力學,用福勒-諾得海姆(Fowler-Nordheim)公式進行計算。
在氣體放電過程中,如果在電極表面有氧化物絕緣薄層,正離子會積聚在其上,可形成高達10V/m的強電場,引起場致發射,這種現象稱為馬爾特(Malter)效應。