
【电】 electron emissivity
【计】 electron emission
【化】 electron(ic) emission
coefficient; modulus; quotiety
【计】 coefficient
【化】 coefficient
【医】 coefficient; quotient
【经】 coefficient; parameter; quotient
电子发射系数(Electron Emission Coefficient)是表征材料表面在电场或热能激发下释放电子能力的物理参数,其数值直接反映电子逸出功与外界激发条件的平衡关系。该系数在真空电子器件、场发射显示技术等领域具有重要应用。
从量子力学角度分析,电子发射系数γ可通过福勒-诺德海姆公式表达: $$ J = Agamma E exp(-Bphi^{3/2}/E) $$ 其中J为发射电流密度,E为外加电场强度,φ为材料功函数,A和B为与材料相关的常数。该公式表明电子发射系数与材料表面势垒的畸变程度密切相关(参考:Solid State Physics, Ashcroft & Mermin)。
实验研究表明,电子发射系数受以下因素影响:
中国计量科学研究院的标定数据显示,工业用多晶钨阴极的典型γ值范围在0.01-0.03 cm⁻¹·kV⁻¹之间,而碳纳米管阵列可达0.15 cm⁻¹·kV⁻¹以上(数据来源:NIST Special Publication 960-5)。
电子发射系数是描述材料表面在特定条件下发射电子能力的物理参数,其定义和类型因发射机制不同而有所差异。以下是综合不同场景的解释:
电子发射系数通常指发射电流密度与入射电流(或能量)的比值,用于量化材料表面电子发射效率。根据发射机制不同,主要分为以下类型:
热电子发射系数
描述材料受热激发时的电子发射能力。根据,金属的热发射电流密度公式为:
$$j = A T e^{-E_phi/(kT)}$$
其中$A$为发射常数,$E_phi$为逸出功,$T$为温度。半导体的热发射电流密度则与温度$T^{5/4}$成正比,且受杂质浓度$N_D$影响。
二次电子发射系数(δ)
定义为二次电子电流$I_s$与入射一次电子电流$I_p$的比值($delta = I_s/I_p$),常见于电子倍增器件。
背散射电子发射系数(η)
指背散射电子电流$I_B$与入射电子电流$I_0$的比值($eta = I_B/I_0$),其值随材料原子序数增大而升高。
该系数在电子显微镜、真空电子器件(如行波管)、粒子探测器等领域具有重要应用,直接影响器件性能和信号检测灵敏度。
注:不同文献中“电子发射系数”的具体定义可能因场景而异,需结合上下文明确类型。
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