目录 1
第一篇 阴极电子学 1
引言 1
第一章 金属的自由电子模型和固体的能带理论 3
§1.1 金属的自由电子模型 3
1.1.1 金属的索末菲自由电子模型 3
1.1.2 金属内自由电子的状态 4
1.1.3 金属中自由电子的统计分布 7
1.1.4 金属中电子的费米能级 9
§1.2 金属的内电位、表面势垒和逸出功 12
§1.3 金属的接触电位差 15
§1.4 固体的能带理论 18
1.4.1 固体的周期场模型 18
1.4.2 固体能带形成的定性说明 19
1.4.3 周期场里电子的波函数 20
1.4.4 克龙尼格-潘宁模型 21
1.4.5 电子在周期场里的运动 有效质量（m＊） 24
第二章 半导体物理基础 28
§2.1 半导体的基本性质 28
2.1.1 半导体中的杂质和缺陷 29
2.1.2 半导体中电子的统计分布 31
2.1.3 半导体的电导率和迁移率 34
2.1.4 半导体中的光吸收 36
2.1.5 半导体的光电导现象（内光电效应） 39
§2.2 固体的接触 40
2.2.1 金属-半导体接触 40
2.2.2 半导体p-n结 43
2.2.3 半导体异质结 47
2.3.1 半导体的表面态 53
§2.3 固体的界面（表面）效应 53
2.3.2 表面态对半导体能带的影响——表面势 54
2.3.3 表面吸附和脱附 56
2.3.4 表面吸附对逸出功的影响 57
第三章 纯金属及原子薄膜阴极 64
§3.1 热阴极的基本参量 64
§3.2 纯金属的热电子发射 65
3.2.1 纯金属的热电子发射现象 65
3.2.2 纯金属的热电子发射公式 67
3.2.3 热电子初速与电子冷却效应 69
3.2.4 实用纯金属阴极 71
§3.3 电场作用下热电子发射电流的流通规律 72
3.3.1 理想二极管的全伏安特性和极间电位分布 73
3.3.2 拒斥场下的阳极电流 75
3.3.3 加速场下的阳极电流——肖特基效应 76
3.3.4 空间电荷限制下的阳极电流——3/2次方定律 78
§3.4 原子薄膜阴极 79
3.4.1 敷钍钨薄膜阴极 80
3.4.2 非正常肖特基效应和“斑点”理论 82
3.4 碳化敷钍钨阴极 83
3.4.4 钍铼钨阴极和铈钨阴极 84
第四章 氧化物阴极 86
§4.1 氧化物阴极的材料和工艺 86
4.1.1 氧化物阴极的材料和结构 86
4.1.2 氧化物阴极的分解和激活 88
§4.2 氧化物阴极的发射模型及逸出功 89
§4.3 氧化物阴极的脉冲发射特性 93
4.3.1 氧化物阴极的脉冲发射衰减 94
4.3.2 氧化物阴极脉冲发射与脉冲工作比的关系 95
4.3.3 氧化物阴极的火花现象 97
§4.4 环境气体对氧化物阴极发射的影响 100
§4.5 氧化物阴极的蒸发与寿命 102
§4.6 改进型氧化物阴极 106
第五章 储备式阴极及其它类型热阴极 110
§5.1 储备式阴极 110
5.1.1 铝酸盐钡钨阴极 110
5.1.2 钨酸盐钡钨阴极 112
5.1.3 钡钨阴极的蒸发 114
5.1.4 储备式阴极的新发展 117
5.1.5 用电子显微镜观察钡钨阴极 120
§5.2 其它类型热阴极 123
5.2.1 硼化物阴极 123
5.2.2 氧化钍及稀土氧化物阴极 126
5.2.3 金属陶瓷阴极 127
5.2.4 碳化物阴极 128
5.3.1 电真空器件对热阴极的要求 129
§5.3 热阴极在器件中的应用 129
5.3.2 气体放电器件对热阴极的要求 131
第六章 场致发射 136
§6.1 引言 136
§6.2 金属场致发射理论 137
6.2.1 经典理论的矛盾 137
6.2.2 场致发射量子理论的定性说明 137
6.2.3 用量子力学分析场致发射 138
6.2.4 绝对零度时的场致发射 141
6.2.5 温度对场致发射的影响 热场致发射 143
§6.3 金属场致发射公式的实验验证 144
6.3.1 实验方法和实验结果 144
6.3.2 空间电荷对场发射电流的影响 147
6.3.3 真空电弧 149
§6.4 场致发射的稳定性和场致发射阴极的寿命 151
§6.5 “热”场致发射 152
§6.6 多尖端场致发射阴极及其应用 154
§6.7 等离子体场发射（爆发式电子发射） 157
§6.8 场发射显微镜 159
6.8.1 场发射显微镜成像原理 159
6.8.2 场发射显微镜的分辨率 161
6.8.3 场发射显微镜的应用 161
§6.9 场离子发射、场电离和场离子显微镜 163
6.9.1 场解吸和场蒸发 163
6.9.2 场电离 164
6.9.3 场离子显微镜 165
§6.10 半导体的场致发射 167
§6.11 小功率冷阴极 168
6.11.1 钼锥薄膜场发射阴极 168
6.11.2 薄膜冷阴极 168
6.11.3 半导体过热电子发射的冷阴极 169
6.11.4 金属（半导体）-介质-金属结构的冷阴极 170
第七章 光电子发射 173
§7.1 光电发射的基本规律 173
§7.2 光电发射的理论解释 175
§7.3 半导体的光电发射 177
§7.4 获得高量子产额光电阴极的条件 182
7.4.1 增加光吸收 182
7.4.2 改善能带结构 184
7.4.3 降低表面势垒 184
§7.5 实用光电阴极 185
7.5.1 锑铯光电阴极 186
7.5.2 多碱光电阴极 188
7.5.3 银氧铯光电阴极 189
7.5.4 铋银氧铯光电阴极 190
§11.1 带电粒子的产生 192
11.1.1 原子的能级 192
第十一章 气体放电的基本物理过程 192
7.6.1 负电子亲合势（NEA）阴极 192
§7.6 光电阴极的新发展 192
7.6.2 紫外光电阴极 197
7.6.3 金属-氧化物-半导体（MOS）光电阴极 199
7.7.1 光电子的能量分布及光电发射阈的确定 200
§7.7 光电发射的测试 200
7.7.2 光谱特性曲线的测定 202
第八章 次级电子发射 205
8.1.1 纯金属的次级电子发射 205
§8.1 次级电子发射现象 205
8.1.2 半导体、绝缘体的次级电子发射 208
§8.2 关于次级电子发射的理论解释 212
8.2.1 次级电子发射的物理过程 212
8.2.3 次级电子发射比的定量计算 213
8.2.2 次级电子发射过程的定性解释 213
§8.3 实用次级电子发射体 217
8.3.1 常用次级电子发射体 217
8.3.2 具有负电子亲合势的次级发射体 219
8.3.3 通道式电子倍增器和微通道板 221
§8.4 次级电子能量分布 221
8.4.1 次级电子能量分布曲线 221
8.4 俄歇电子的产生和应用 223
§8.5 离子轰击引起的次级发射 225
§8.6 次级发射的实验方法 227
8.6.1 金属次级电子发射系数的测量 227
8.6.2 绝缘体和半导体次级电子发射系数的测量 229
9.1.1 热辐射、辐射本领、吸收系数和反射系数 231
§9.1 物体热辐射的基本规律 231
第九章 阴极温度量测原理 231
9.1.2 基尔霍夫定律 物体的辐射系数 233
9.1.3 绝对黑体的辐射定律 233
§9.2 利用热辐射规律确定物体的温度 236
9.2.1 能量温度 236
9.2.2 亮度温度 237
9.2.3 比色温度 238
9.2.4 光学高温计 238
9.2.5 光谱辐射系数的测定 240
9.2.6 用光学高温计测量温度的准确度 242
9.2.7 红外测温仪 243
§9.3 利用热电偶测量物体温度 245
9.3.1 热电偶的测温原理 245
9.3.2 热电偶中加入第三根导体后的情况 246
9.3.3 用热电偶测量阴极温度的方法 247
§9.4 制成管中阴极温度的量测 248
9.4.2 谱波分量法 249
第十章 阴极发射与蒸发量测原理 252
§10.1 热阴极发射量测 252
10.1.1 热阴极实验“理想二极管” 252
10.1.2 阴极发射本领的测量原理 254
10.1.3 二极管伏安特性的量测 257
§10.2 阴极活性鉴定 260
10.2.1 阴极降落测试 260
10.2.2 阴极噪声测试 265
10.2.3 阴极图象观察 266
§10.3 逸出功的测量 267
10.3.1 李查生方法 268
10.3.2 量热法 269
10.3.3 接触电位差法 270
§10.4 热阴极蒸发的量测 273
10.4.1 贝克法原理 273
10.4.2 拒斥场法原理 273
10.4.3 蒸发速率的估算 275
10.4.4 蒸发能He的计算 279
附录Ⅰ 热能-电能直接转换器 281
附录Ⅱ 热阴极噪声 285
9.4.1 电阻法 288
附录Ⅲ 常用基本物理常数 289
附录Ⅳ 几个物理量的单位换算 290
第二篇 气体放电原理 291
引言 291
11.1.2 原子光谱 295
11.1.3 粒子碰撞的基本规律 297
11.1.4 电子与气体原子碰撞时所引起的激发和电离 301
11.1.5 激发几率和电离几率 307
11.1.6 亚稳态、累积电离及第二类非弹性碰撞 312
11.1.7 其他形式的激发和电离 313
§11.2 带电粒子在气体中的运动 317
11.2.1 带电粒子在气体中的热运动 317
11.2.2 带电粒子在气体中的迁移运动 318
11.2.3 带电粒子在气体中的扩散 323
11.2.4 带电粒子在气体中运动的近似处理 326
11.3.1 带电粒子的转化 327
§11.3 带电粒子的转化及其消失 327
11.3.2 带电粒子的消失 329
第十二章 气体放电的各种形式与着火过程 334
§12.1 气体放电的伏安特性 334
§12.2 暗放电 336
12.2.1 电子繁流理论 336
12.2.2 α系数和γ系数 338
12.2.3 气体放电的着火过程 341
12.2.4 影响着火电压的其他因素 345
12.2.5 罗果夫斯基（Роговский）的放电理论 346
§12.3 辉光放电 348
12.3.1 正常辉光放电 348
12.3.2 辉光放电阴极位降区的理论分析 351
12.3.3 正常辉光放电的正柱区 355
12.3.4 异常辉光放电和阴极溅射 357
12.3.5 空心阴极辉光放电 359
§12.4 弧光放电 360
12.4.1 概述 360
12.4.2 弧光放电的电位分布和伏安特性 363
12.4.3 高气压和超高气压弧光放电 365
§12.5 其他类型气体放电 366
12.5.1 电晕放电 366
12.5.2 火花放电 369
12.5.3 脉冲放电 370
12.5.4 高频放电 371
§12.6 气体放电等离子体 375
12.6.1 概述 376
12.6.2 气体放电等离子体参量的实验测定 377
12.6.3 气体放电等离子体理论 380
12.6.4 等离子体的电振荡 385
第十三章 气体放电的应用 387
§13.1 离子管 387
13.1.1 闸流管 387
13.1.2 辉光放电稳压管 389
§13.2 气体放电光源 391
13.2.1 高压水银荧光灯 391
13.2.2 钠铊铟灯 394
§13.3 气体激光器 396
13.3.1 激光原理 396
13.3.2 氦-氖激光器 399
§13.4 气体显示器件 400
13.4.1 等离子显示板 400
13.4.2 平面多位辉光放电数码管 402