陰極電子學（簡體書）

《光電科學與工程專業規劃教材：陰極電子學》詳細介紹了電子發射的基礎理論，各種陰極的電子發射機理、結構、性能和製備工藝，同時還介紹了各類陰極的應用和研究現狀。主要內容有：熱電子發射的理論基礎；各類熱陰極（純金屬陰極、原子薄膜陰極、氧化物陰極、儲備式陰極、六硼化鑭陰極）；場致電子發射陰極；光電陰極；次級電子發射體等。
《光電科學與工程專業規劃教材：陰極電子學》可作為真空技術、物理電子技術、光電探測與傳感技術、電光源技術、電子與離子應用技術、信息顯示與光電技術、半導體器件及其他相關專業的基礎課教材，也可供從事相關行業的科研人員和工程技術人員參考。

《光電科學與工程專業規劃教材:陰極電子學》可作為真空技術、物理電子技術、光電探測與傳感技術、電光源技術、電子與離子應用技術、信息顯示與光電技術、半導體器件及其他相關專業的基礎課教材，也可供從事相關行業的科研人員和工程技術人員參考。

第1章熱電子發射的理論基礎
1.1熱陰極的基本參量
1.2純金屬的熱電子發射現象
1.3熱電子發射的理論基礎
1.3.1金屬的自由電子模型
1.3.2金屬中自由電子的狀態
1.3.3金屬中自由電子的統計分佈
1.3.4金屬中電子的費米能級
1.4金屬的表面勢壘和逸出功
1.4.1表面勢壘
1.4.2逸出功
1.5金屬的接觸電位差
1.6純金屬的熱電子發射方程
1.7熱發射電子的初速及冷卻效應
1.8電場作用下熱發射電流的流通規律
1.8.1“理想”二極管的全伏安特性和極間電位分佈
1.8.2拒斥場下的陽極電流
1.8.3加速場下的陽極電流--肖特基效應
1.8.4空間電荷限制下的陽極電流--二分之三次方定律
1.8.5熱電子初速對二分之三次方定律的影響
1.8.6實際工作狀態下的熱陰極發射理論--Longo方程
1.9實用純金屬陰極

第2章原子薄膜陰極
2.1敷釷鎢陰極的熱發射現象
2.2發射機理的探討
2.3蒸發與擴散的平衡
2.4非正常肖特基效應與“斑點場”
2.5其他類型的原子薄膜陰極
2.5.1碳化敷釷鎢陰極
2.5.2鑭-鎢、鑭-鉬和釔-鉭陰極

第3章氧化物陰極
3.1氧化物陰極的材料和工藝
3.1.1氧化物陰極的結構和材料
3.1.2氧化物陰極的製備工藝
3.2氧化物陰極的發射模型
3.2.1氧化物陰極的半導體模型
3.2.2氧化物陰極的“動態發射中心”模型
3.3氧化物陰極的運用特性
3.3.1氧化物陰極的塗層電導率
3.3.2氧化物陰極的發射特性
3.4氧化物陰極的改進形式

第4章其他類型的熱陰極
4.1儲備式陰極
4.1.1L陰極
4.1.2鋇鎢陰極
4.1.3儲備式陰極的改進形式
4.1.4儲備式陰極的蒸發
4.2六硼化鑭陰極
4.2.1六硼化鑭陰極的特性
4.2.2六硼化鑭陰極的製備與結構
4.3其他類型的熱陰極
4.3.1氧化釷及稀土氧化物陰極
4.3.2碳化物陰極
4.3.3銥鑭陰極

第5章場致電子發射
5.1金屬場致發射理論
5.1.1經典理論的矛盾
5.1.2量子理論的定性說明
5.1.3金屬場致電子發射方程
5.1.4金屬場致發射的實驗研究
5.2半導體的外場致發射
5.2.1半導體的外場致發射理論
5.2.2半導體場致電子發射方程
5.3內場致發射
5.3.1介質薄膜的內場致發射
5.3.2反向偏壓pn結的電子發射
5.3.3負電子親和勢內場致發射
5.4場致發射陰極的材料和工藝
5.4.1場致電子發射的性能參數及材料選擇
5.4.2場致發射陰極的結構和工藝
5.4.3新型場致發射材料
5.5場致發射陰極的應用
5.5.1顯微技術
5.5.2微波真空電子器件
5.5.3爆發式電子發射
5.5.4場發射顯示器
5.5.5場發射光源
5.5.6傳感技術

第6章光電子發射
6.1金屬的光電子發射
6.1.1金屬光電子發射的規律
6.1.2金屬光電子發射的理論
6.2半導體的光電子發射
6.2.1半導體光電子發射的物理過程
6.2.2半導體光電陰極的量子效率
6.2.3獲得高量子產額光電陰極的措施
6.2.4半導體缺陷能級對光電發射的影響
6.3實用光電陰極
6.3.1光電陰極的主要參數和材料選擇
6.3.2實用光電陰極概述
6.3.3銀氧銫光電陰極
6.3.4銻銫光電陰極
6.3.5雙堿與多堿銻化物光電陰極
6.3.6紫外光電陰極
6.4負電子親和勢（NEA）光電陰極
6.4.1NEA光電陰極的工作原理
6.4.2NEA光電陰極的表面模型
6.4.3NEA光電陰極的量子效率
6.4.4NEA光電陰極的材料工藝
6.4.5NEA光電陰極的研究現狀

第7章次級電子發射
7.1次級電子發射現象
7.1.1金屬的次級電子發射
7.1.2半導體、絕緣體的次級電子發射
7.2次級電子發射的理論
7.2.1次級電子發射的物理過程
7.2.2次級電子發射係數的定量計算
7.2.3次級電子的能量分佈
7.3次級電子發射係數的測量
7.3.1金屬次級電子發射係數的測量
7.3.2絕緣體和半導體次級電子發射係數的測量
7.4實用次級電子發射體
7.4.1次級電子發射體的應用概述
7.4.2實用次級發射體
7.4.3通道式電子倍增器和微通道板
附錄常用基本物理常數
習題
參考文獻

第2章 原子薄膜陰極
純金屬陰極的主要缺點是逸出功高，發射效率太低，在正常工作溫度下，陰極的發射效率只有幾個毫安／瓦。因此，這曾經是電子管用熱陰極發展初期的主要問題。1913年，人們發現了敷釷鎢（Th—W）陰極，這種陰極在正常的工作溫度下，其發射效率約為純鎢陰極的10倍。這是熱陰極發展中的一個重大進步。
研究結果表明，Th—w陰極之所以能發射更大的電流，是由于在鎢表面上形成了一層釷原子薄膜，從而使逸出功大大降低。由此可以推想，當鎢表面覆蓋上其他低逸出功材料的原子薄膜時，也會使逸出功降低，這樣就出現了敷鋇鎢和敷銫鎢陰極。Ba—w系統的陰極后來又得到很大發展。Cs—W系統陰極，其逸出功最小，但銫很易蒸發，有人把它用于熱能一電能直接轉換裝置中。在光電子發射中，表面幾乎都是吸附銫原子的陰極，它屬于非熱發射陰極。本章主要介紹以金屬鎢為基底的原子薄膜陰極，并以釷鎢陰極為代表，討論其發射現象、發射機理及基本特性。
2.1敷釷鎢陰極的熱發射現象
純鎢絲是由許多纖維狀的長條微晶組成的。但在鎢絲被加熱到高溫再冷卻后會產生再結晶。其晶粒由原來的細長纖維狀變為塊狀結晶，鎢絲變脆極易斷裂。當初，人們為了減小鎢絲的高溫下垂和改善高溫再結晶后容易脆裂的缺點，在冶煉時加入一些不易蒸發的氧化物，如CaO、SiO2、Al2O3、ThO2等。后來發現加有ThO2的鎢絲只要經過適當的處理，在相同溫度下，其電子發射要比純鎢陰極的大好幾個數量級。例如當陰極表面溫度為1500K時，發射電流可增大1.8×105倍。后來經過進一步系統的研究，知道了它的機理。現在，可以很科學地對它進行熱處理，得到所謂的“敷釷鎢陰極”。
下面介紹Th—W陰極熱發射的物理現象。
實驗表明，含有（0.5～1.5）％ThO2的鎢絲，若不經過特殊的熱處理，其熱電子發射與純鎢相差無幾。欲使其發射增大，必須經過一定熱處理過程，在鎢表面形成釷原子覆蓋，這叫做“激活”。反之，對激活好了的陰極作不適當的處理（或受到其他因素影響），會使發射大大降低，這種現象叫做“去激活”。