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第1章　绪论 1

1.1　真空电子器件的发展 1

1.2　阴极材料的种类及其发展 2

参考文献 4

第2章　与阴极发射相关的基本理论 5

2.1　金属的自由电子模型 5

2.1.1　金属的索末菲自由电子模型 5

2.1.2　金属内自由电子的状态 7

2.2　金属的表面势垒和逸出功 8

2.3　金属的内电位、表面势垒和逸出功 10

2.4　固体能带理论 13

2.4.1　固体的周期场模型 13

2.4.2　固体能带形成的定性说明 14

2.4.3　周期场里电子的波函数 15

2.4.4　电子在周期场里的运动，有效质量（m*） 16

2.5　半导体物理基础 19

2.5.1　固体的接触 19

2.5.2　固体的界面（表面）效应 22

参考文献 35

第3章　稀土-钼热阴极材料 36

3.1　纯金属的热电子发射 36

3.1.1 电场作用下热电子发射电流的流通规律 37

3.1.2　热阴极的基本参数 39

3.2　钨基丝状阴极材料 40

3.2.1　纯金属阴极 40

3.2.2　原子膜阴极 41

3.3　稀土-钼丝状热阴极材料 42

3.3.1　材料制备及微观结构 44

3.3.2　稀土-钼电子管的制作 49

3.3.3　阴极的发射性能 50

3.3.4　Mo-La2O3阴极有效功函数的计算 53

3.3.5　未碳化阴极发射前后阴极表面形貌、成分分析 54

3.3.6　碳化过程研究 60

3.3.7　碳化Mo-La2O3阴极发射过程中显微组织变化的研究 70

3.3.8　碳化阴极表面La的价态 71

3.3.9　Mo-La2O3阴极的发射机理 75

3.3.10　碳化层的作用与发射寿命 76

3.3.11　Mo-La2O3阴极中La元素的蒸发与扩散 84

3.3.12　Mo-La2O3阴极发射稳定性及寿命机理探讨 88

3.3.13　稀土-钼阴极材料的成分优化 91

参考文献 97

第4章　稀土-钨基钪系扩散阴极 100

4.1　含钪扩散型热阴极的发展及特点 101

4.2　亚微米结构的阴极制备与性能测试方法 106

4.3　Sc2O3掺杂W粉特性 107

4.3.1　粉末成分及形貌 107

4.3.2　粉末细化机理 109

4.3.3　液液掺杂法获得的W粉特性 111

4.4　Sc2O3掺杂W基体 113

4.4.1　基体成分及微观结构 113

4.4.2　基体表面特性 115

4.4.3　对Sc2O3在基体表面富集的初步分析 118

4.5　阴极的发射能力 121

4.5.1　液液及液固方法制备的阴极的发射水平 121

4.5.2　阴极的高温激活特性 126

4.5.3　阴极寿命 130

4.6　Sc2O3掺杂钪钨基浸渍型阴极工作机理 133

4.6.1　含钪扩散型阴极机理研究现状 133

4.6.2　阴极物相分析和微观结构研究 135

4.6.3　阴极激活过程研究 140

4.6.4　激活后阴极表面活性层研究 143

参考文献 148

第5章　稀土-钼次级电子发射材料 151

5.1　次级发射理论基础 151

5.1.1　次级发射的物理本质 152

5.1.2　影响次级发射的主要因素 153

5.2　使用的主要次级电子发射阴极 155

5.2.1　氧化物阴极 155

5.2.2　ThO2金属陶瓷阴极 156

5.2.3　合金阴极 156

5.2.4　冷阴极 157

5.2.5　扩散型阴极 157

5.3　新型稀土-钼金属陶瓷阴极材料 158

5.3.1　材料制备与测试 158

5.3.2　样品次级发射性能的影响因素 158

5.3.3　复合稀土氧化物-钼金属陶瓷阴极寿命 165

5.3.4　稀土-钼阴极材料活化处理 173

5.3.5　稀土-钼材料中稀土氧化物研究 176

5.3.6　稀土-钼阴极材料次级电子发射模式研究 184

参考文献 191

第6章　场发射冷阴极材料 194

6.1　场发射及其实质 194

6.1.1　场发射 194

6.1.2　场发射实质 195

6.1.3　场发射理论研究 197

6.2　场发射性能参数 200

6.3　场发射阴极结构 202

6.3.1　尖端场致电子发射 203

6.3.2　平面薄膜型场发射阴极 208

6.3.3　碳纳米管 212

6.3.4　其他冷阴极材料 216

6.4　场发射的应用 217

6.4.1　场发射显示器 217

6.4.2　场发射的其他应用 223

参考文献 225

第7章　光电阴极 231

7.1　光电发射的基本规律 231

7.1.1　斯托列托夫定律 231

7.1.2　爱因斯坦定律 232

7.1.3　光谱特性曲线 232

7.2　光电发射的理论解释 233

7.3　半导体的光电子发射 237

7.3.1　电子跃迁 239

7.3.2　电子散射 240

7.3.3　光电子逸出 241

7.4　光电发射的影响因素 242

7.4.1　入射光的影响 242

7.4.2　阴极能带结构的影响 243

7.4.3　阴极表面势垒的影响 244

7.5　实用光电阴极 244

7.5.1　银氧铯光电阴极 246

7.5.2　锑铯光电阴极 249

7.5.3　铋银氧铯光电阴极 251

7.5.4　多碱金属光电阴极 252

7.5.5　负电子亲和势光电阴极 253

参考文献 255