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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