英语翻译：

thermionic

相关词条：

1.thermoelectronic  

分词翻译：

热电的英语翻译：

【化】 pyroelectricity
【医】 pyroelectricity; thermo-electricity

子的英语翻译：

【机】 leaven

专业解析

热电子（Thermionic Electron）指物质受热激发后从表面逸出的自由电子，这一现象称为热电子发射或热离子发射。根据经典物理学解释，当材料温度升高时，部分电子获得足够动能以克服材料表面的功函数势垒，从而脱离材料表面。

物理机制与公式

热电子发射遵循理查森-杜什曼定律（Richardson-Dushman equation），其电流密度J与温度T的关系可表示为：

$$

J = A T e^{- frac{phi}{k T}}

$$

其中，A为材料常数，φ为功函数，k为玻尔兹曼常数。该公式由欧文·理查森于1911年提出，后经索尔·杜什曼修正。

应用领域

1. 真空电子器件：如早期电子管的阴极射线发射（参考《电子工程基础手册》牛津大学出版社2022版）。
2. 半导体技术：高温环境下半导体器件中的热载流子效应（来源：IEEE Transactions on Electron Devices）。
3. 能源转换：热电转换装置中热能向电能的直接转化（引述自《先进能源材料综述》2023年刊）。

相关理论研究

量子力学修正模型表明，纳米尺度材料的表面势垒会因量子隧穿效应而降低热电子发射阈值（来源：美国物理联合会《应用物理评论》2021年研究）。

网络扩展解释

热电子是指在半导体或金属中，因吸收外部能量（如电场、光子等）而处于激发态的高能电子，其能量显著高于热平衡状态下的平均值。以下是详细解释：

1.定义与产生机制

• 激发态电子：当电子吸收光子、强电场能量或通过加热等方式获得额外能量时，会跃迁到更高能级，形成热电子。
• 强电场作用：在半导体器件（如MOS管）中，若电场强度超过100kV/cm，电子在两次散射间积累的能量可能超过损失的能量，从而成为热电子。

2.特性与行为

• 能量差异：热电子能量远高于晶格热平衡状态下的电子，导致其动量弛豫时间缩短。
• 碰撞电离：高能热电子与晶格碰撞时，可能引发电离，产生电子-空穴对，形成漏电流或衬底电流。

3.影响与应用

• 器件可靠性问题：热电子注入栅氧化层或衬底会导致栅电流、漏电流等非理想效应，影响集成电路的稳定性和寿命。
• 发光现象：热电子从激发态跃迁回低能级时，可能以光辐射形式释放能量，这是半导体发光的基础原理之一。

4.与热电子发射的区别

热电子发射指通过加热金属使电子克服表面势垒逸出的现象（如真空管中的电子逸出），而热电子本身更强调激发态的高能特性。

如需进一步了解热电子效应的具体机制或应用场景，可参考相关半导体物理文献或器件可靠性研究。

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