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目录 3

引言 3

第一章 纯金属阴极的热电子发射 3

§1.1 纯金属的热电子发射现象 3

§1.2 金属的自由电子模型 4

1.2.1 金属的索末菲自由电子模型 5

1.2.2 金属中自由电子的状态密度 5

1.2.3 金属中自由电子的统计分布 8

1.2.4 金属中电子的费米能级 10

§1.3 金属的内电位、表面势垒和逸出功 13

§1.4 金属的接触电位差 15

§1.5 纯金属的热电子发射方程 18

§1.6 热发射电子的初速及冷却效应 20

§1.7 实用纯金属阴极 23

1.8.1 “理想”二极管的全伏安特性和极间电位分布 25

§1.8 电场作用下热发射电流的流通规律 25

1.8.2 拒斥场下的阳极电流 27

1.8.3 加速场下的阳极电流——肖特基效应 29

1.8.4 空间电荷限制下的阳极电流——3/2次方定律 31

1.8.5 热电子初速对3/2次方定律的影响 33

参考资料 38

第二章 原子薄膜阴极 39

§2.1 敷钍钨阴极的热发射现象 39

§2.2 发射机理的探讨 40

§2.3 蒸发与扩散的平衡 44

§2.4 非正常肖特基效应与“斑点场” 45

§2.5 碳化敷钍钨阴极 46

§2.6 钍铼钨阴极和铈钨阴极 48

§2.7 镧（La）-钨（W）（或La-Mo）和钇（Y）-钽（Ta）阴极 49

参考资料 51

3.1.1 涂层材料 52

§3.1 氧化物阴极的材料和工艺 52

第三章 氧化物阴极 52

3.1.2 基金属 54

3.1.3 分解和激活 54

§3.2 氧化物阴极的发射模型 56

3.2.1 氧化物阴极的半导体模型 57

3.2.2 氧化物阴极的热电子发射公式 58

3.2.3 氧化物阴极的其它发射模型 60

§3.3 氧化物阴极的涂层电导率 61

§3.4 氧化物阴极的运用特性 64

3.4.1 发射特性 64

3.4.2 脉冲发射衰减 64

3.4.3 火花现象 67

3.4.4 抗气体中毒性能 68

3.4.5 蒸发与寿命 70

§3.5 氧化物阴极的改进型式 72

参考资料 75

第四章 其它类型的热阴极 76

§4.1 储备式阴极 76

4.1.1 L阴极 76

4.1.2 钡钨阴极 77

4.1.3 储备式阴极的改进型式 82

4.1.4 储备式阴极的表面研究 83

§4.2 其它类型的热阴极 84

4.2.1 硼化物阴极 84

4.2.2 氧化钍及稀土氧化物阴极 87

4.2.3 碳化物阴极 88

参考资料 88

第五章 场致电子发射 90

§5.1 金属场致发射理论 90

5.1.1 经典理论的矛盾 90

5.1.2 量子理论的解释 91

5.1.3 场致发射方程——福勒-诺德海姆公式 92

5.1.4 温度对场致发射的影响 99

5.1.5 场致发射电子的能量分布 100

§5.2 金属场致发射的实验研究 102

5.2.1 发射方程的实验验证 102

5.2.2 空间电荷效应和真空电弧 104

5.2.3 场致发射的稳定性 106

5.2.4 “热”场致发射 108

§5.3 半导体的场致发射 109

§5.4 场致发射的应用 112

5.4.1 单尖场致发射阴极 112

5.4.2 多尖大电流场致发射阴极 113

5.4.3 等离子体场致发射阴极 114

5.4.4 其它小功率场致发射阴极 115

5.4.5 场发射显微镜、场离子显微镜和扫描隧道显微镜 117

5.4.6 液态金属离子源（LM IS） 121

参考资料 123

§6.1 金属光电子发射的规律 125

第六章 光电子发射 125

§6.2 金属光电子发射的理论 128

§6.3 半导体的光电子发射 130

6.3.1 半导体的光吸收 131

6.3.2 半导体光电子发射的物理过程 132

6.3.3 半导体光电阴极的量子效率 136

6.3.4 获得高量子产额光电阴极的措施 138

§6.4 实用光电阴极 140

6.4.1 锑铯光电阴极 141

6.4.2 多碱锑化物光电阴极 143

6.4.3 银氧铯光电阴极 144

6.4.4 紫外光电阴极 146

§6.5 负电子亲和势（NEA）光电阴极 148

6.5.1 NEA光电阴极的工作原理 148

6.5.2 NEA光电阴极的表面模型 150

6.5.3 NEA光电阴极的量子效率 152

6.5.4 NEA光电阴极的材料工艺 154

6.5.5 实用NEA光电阴极 155

§6.6 光电阴极灵敏度的测量 157

§6.7 光电子能谱 159

6.7.1 光电子能谱的基本原理 159

6.7.2 四种主要的光电子能谱 161

参考资料 162

第七章 次级电子发射 164

§7.1 次级电子发射现象 164

7.1.1 金属的次级电子发射 164

7.1.2 半导体、绝缘体的次级电子发射 168

§7.2 次级电子发射的理论 171

7.2.1 次级电子发射的物理过程 171

7.2.2 次级电子发射系数的定量计算 173

7.3.1 次级电子能量分布曲线 176

§7.3 次级电子的能量分布 176

7.3.2 俄歇电子能谱 178

§7.4 实用次级电子发射体 181

7.4.1 合金次级发射体 182

7.4.2 银氧铯和锑铯次级发射体 183

7.4.3 氧化物型次级发射体 183

7.4.4 负电子亲和势次级发射体 184

7.4.5 通道式电子倍增器和微通道板 185

§7.5 次级电子发射系数的测量 188

参考资料 189

附录Ⅰ 热阴极的测试方法 191

Ⅰ-1 热阴极温度的测量 191

Ⅰ-2 热阴极发射本领的测量 196

Ⅰ-3 逸出功的测量 200

附录Ⅱ 常用基本物理常数 203

附录Ⅲ 几个物理量的单位换算 204

习题 205