第一章 热电子发射 第1讲.pdf

Chapter 1 Chapter 1 热电子发射 热电子发射 Thermionic Emission Thermionic Emission 任课教师：张益军 任课教师：张益军 E-mail ：zhangyijun423@njust.edu.cn E-mail ：zhangyijun423@njust.edu.cn Office ：电光学院光电技术系A546 Office ：电光学院光电技术系A546 南京理工大学 南京理工大学 1 本章主要内容 本章主要内容  金属和半导体的电子状态  金属的热电子发射公式  半导体的热电子发射公式  热电子的动量和能量分布  外电场对热电子发射的影响 2 引言 引言 热电子发射定义： 热电子发射定义： 利用加热的方式使固体内部电子动能增加，其中一部 利用加热的方式使固体内部电子动能增加，其中一部 分电子动能大到足以克服表面势垒而逸出固体表面， 分电子动能大到足以克服表面势垒而逸出固体表面， 形成发射。 形成发射。 3 引言 引言 1883年，美国科学家爱迪生为 了寻找电灯泡最佳灯丝材料，曾 做过一项小小的实验。他在真空 电灯泡内部碳丝附近安装一小截 铜丝 ，希望铜丝能阻止碳丝蒸发。 实验结果使爱迪生大失所望，但 在无意中，他发现，没有连接在 电路里的铜丝却产生了微弱的电 流。爱迪生并不重视这个现象， 托马斯·阿尔瓦·爱迪生 只是把它记录在案，申报了一个 （Thomas Alva Edison， 未找到任何用途的专利，称之为 1847.2.11—1931.10.18） “爱迪生效应”。 1904年，英国物理学家弗莱明却根据“爱迪生效应”发明了电子管（即真空 二极管）。随后，人们又在弗莱明二极管的基础上制成了三极管，促成了世 界上第一座无线电广播电台于1921年在美国匹兹堡市建立，使无线电通讯野 火春风般迅速出现在了世界各地。 4 引言 引言 “爱迪生效应”，实际上就是一种热电子发射效应。 通过此现象 说明三个问题： 1. 材料受热时才能发射电子； 2. 电子荷负电； 3. 二极管具有单向导电特性。 5 § 1 金属中的电子 § 1 金属中的电子