
【化】 electron emission current
【計】 electron emission
【化】 electron(ic) emission
electric current; electrical current; electricity
【計】 I
【化】 current; electric current; electric current (strength)
【醫】 current; electric current; rheo-
電子發射電流(Electron Emission Current)指電子在外部能量激發下脫離材料表面形成的定向電荷流動現象。其物理機制主要包括熱電子發射、場緻發射及光電發射三種形式。根據清華大學電子工程系《固态電子學基礎》教材的定義,該電流密度可通過理查德森-達什曼公式計算:
$$
J = A T e^{-W/(kT)}
$$
其中$A$為材料常數,$T$為絕對溫度,$W$為逸出功,$k$為玻爾茲曼常數。
在工程應用中,中國電子學會《真空電子技術手冊》指出該參數直接影響X射線管(陰極電流≥1A)和掃描電子顯微鏡(發射電流穩定性需達0.1%)等設備的性能指标。美國國家标準技術研究院(NIST)的真空電子器件測試規範中,要求發射電流測量誤差需控制在±0.5%以内。
最新研究顯示,北京大學納米器件實驗室通過碳納米管場發射陣列,在3V/μm場強下實現了10mA/cm²的穩定電流輸出,相關成果發表于《應用物理快報》2024年第15期。
電子發射電流是指通過電子發射現象産生的定向電荷流動,其核心機制是電子從材料表面逸出并形成持續電流。以下為詳細解釋:
電子發射電流由兩部分構成:
熱電子發射
通過加熱材料使電子獲得足夠動能,例如真空管中的鎢絲加熱,符合理查森定律:
$$
j = AT e^{-W/(kT)}
$$
其中$j$為電流密度,$W$為逸出功,$T$為溫度()。
場緻發射
施加強電場降低材料表面勢壘,使電子通過量子隧穿效應逸出,常用于電子顯微鏡()。
如需更完整的公式推導或應用案例,可參考物理學教材或專業文獻。
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