物理电子发射总结
高中物理必备知识点：光的粒子性总结
17．2 科学的转折：光的粒子性（一）知识巩固：1．光电效应概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。
发射出来的电子叫做光电子。
2．光电效应的实验规律（1）光电效应实验光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出，光电子在电场作用下形成光电流。
概念：遏止电压将开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
当 K 、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 U c 时，光电流恰为0。
U c 称遏止电压。
根据动能定理，有 （2）光电效应实验规律① 光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。
② 截止频率νc ----极限频率对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。
当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。
③ 光电效应是瞬时的。
从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s 。
3．光电效应解释中的疑难经典理论无法解释光电效应的实验结果。
为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。
4．爱因斯坦的光量子假设（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为h ν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。
也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 E =h ν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。
（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W 0，另一部分变为光电子逸出后的动能 E k 。
由能量守恒可得出：（3）爱因斯坦对光电效应的解释：①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。
③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系 ④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：hW c 0=ν 5．康普顿效应221c e v m c eU =0W E h k +=ν（1）光的散射光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。
高中物理光电效应知识点总结
高中物理光电效应知识点总结1、光电效应如图1所示，用弧光灯照射锌板，与锌板相连的验电器就带正电，即锌板也带正电这说明锌板在光的照射下发射出了电子。
图1（1）定义：在光的照射下物体发射出电子的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。
（2）研究光电效应的实验装置（如图2所示）阴极K和阳极A 是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照时能够发射光电子，电源加在K与A之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调。
图22、光电效应的规律（1）光电效应的实验结果首先在入射光的强度与频率不变的情况下，I－U的实验曲线如图3所示，曲线表明，当加速电压U增加到一定值时，光电流达到饱和值Im。
这是因为单位时间内从阴极K射出的光电子全部到达阳极A，若单位时间内从阴极K上逸出的光电子数目为n，则饱和电流Im=ne 式中e为电子电荷量，另一方面，当电压U减小到零，并开始反向时，光电流并没降为零，这就表明从阴极K逸出的光电子具有初动能，所以尽管有电场阻碍它运动，仍有部分光电子到达阳极A，但是当反向电压等于－Uc时，就能阻止所有的光电子飞向阳极A，使光电流降为零，这个电压叫遏止电压，它使具有最大初速度的电子也不能到达阳极A，如果不考虑在测量遏止电压时回路中的接触电势差，那么我们就能根据遏止电压－Uc来确定电子的最大速度vm和最大动能，即图3在用相同频率不同强度的光去照射阴极K时，得到的I－U曲线如图4所示，它显示出对于不同强度的光，Uc是相同的，这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的。
此外，用不同频率的光去照射阴极K时，实验结果是：频率愈高，Uc愈大，如图5，并且与Uc成线性关系，如图6。
频率低于ν0的光，不论强度多大，都不能产生光电子，因此，ν0称为截止频率，对于不同的材料，截止频率不同。
（2）光电效应的实验规律①饱和电流Im的大小与入射光的强度成正比，也就是单位时间内逸出的光电子数目与入射光的强度成正比（见图4）。
光电子物理基础第一章-物质中光的吸收和发射
• 有限范围内成立；需修正
2)禁戒的直接跃迁 • 在某些材料中，k=0的直接跃迁是禁止 的,k≠0的直接跃迁是允许的， Wif正比于k2， 正比于(hν-Eg)，则αd＝α(hν-Eg)3/2，其中
α = 2 / 3 ⋅ B(2mr / m) f if' / hνf if
直接跃迁的吸收系数随频率的 变化
1.3.2 激子吸收
基本吸收中，认为被激发电子变成了导带中自 由粒子，价带中产生的空穴也是自由的。但是 受激电子与空穴会彼此吸引(库仑场)，有可能 形成束缚态，称为激子。电中性 能在晶体中自由运动的激子称自由激子，又称 瓦尼尔(Wannier)激子。不能自由运动的激子 称束缚激子，又称弗伦克尔(Frankel)激子。
1/ 2
1.3.3 杂质吸收
三个方面 1）从杂质中心的基态到激发 态的激发，可引起线状吸收 谱。 2）电子从施主能级到导带或 从价带到受主能级的吸收跃 迁 红外区
3)从价带到施主能级或从被 电子占据的受主能级到导 带的吸收跃迁。 几率小。 浅受主能级到导带的跃迁 吸收跃迁系数
α = AA N A (hν − E g + E A )1/ 2
中红外范围内，自由载流子吸收按λ2规 律变化。近红外区不再适用。 电子在导带中跃迁，不同能量状态间跃 迁，则必须改变波矢量，为了动量守恒， 电子动量的改变可由声子或电离杂质的 散射来获得补偿。 近红外区域，M.Becker等人指出①电子 受到声学声子散射， α ∝λ1.5②电子受到 光学声子散射， α ∝λ2.5 ③受杂质散射， α ∝λ3∼3.5
（1）允许的跃迁 （2）禁止的跃迁
3)布尔斯坦-莫斯移动 重掺杂半导体的本 征吸收限向高频方 向移动，布尔斯坦 －莫斯移动 4)带尾效应 • 直接跃迁吸收系数 的光谱曲线，吸收 系数随光子能量减 小呈指数衰减
物理光电效应知识点总结
物理光电效应知识点总结一、光电效应的概念光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发生电子的发射现象。
这种现象可以解释为光子能量被金属中的自由电子吸收，使其获得足够的能量跨越离子势垒并逃离金属表面。
二、光电效应的重要特点1. 光电效应与光的频率有关：根据光电效应的实验结果，只有当光的频率超过某个临界频率，才能引起光电效应。
这个临界频率与金属的性质有关，与光的强弱无关。
2. 光电效应与光的强度有关：光的强度增加会增加光电子的数量，但不会改变光电子的动能。
而光的频率增加会增加光电子的动能，但不会改变光电子的数量。
3. 光电效应是瞬时的：当光照射停止后，光电子发射也会立即停止。
这表明光电效应是一个瞬时的过程，没有时间延迟。
4. 光电效应不受金属温度影响：光电效应的发生与金属的温度无关，只与光的频率和强度有关。
三、光电效应的实验现象1. 光电流的产生：当金属表面照射到光时，金属表面会产生电流。
光电流的大小与光的频率和强度有关。
2. 光电子的动能：光电子的动能与光的频率有关，与光的强度无关。
光的频率越高，光电子的动能越大。
3. 光电子的发射角度：根据实验结果，光电子的发射角度与光的入射角度相等。
四、光电效应的解释根据光电效应的实验结果，爱因斯坦提出了光量子假设，即光是由一些能量确定的量子（光子）组成的。
光电效应可以用光子与金属中的电子发生相互作用的过程来解释。
当光照射到金属表面时，光子与金属中的电子发生碰撞，将能量传递给电子。
当电子吸收到足够的能量时，就能跨越离子势垒并逃离金属表面，形成光电子。
五、光电效应的应用1. 光电池：利用光电效应的原理，将光能转化为电能的装置。
光电池广泛应用于太阳能电池板、光电传感器等领域。
2. 光电二极管：光电二极管是一种利用光电效应工作的电子器件，用于将光信号转化为电信号。
3. 光电倍增管：光电倍增管是一种利用光电效应放大光信号的器件，常用于低光强信号的检测和放大。
光电效应作为光的粒子性质的重要实验证据，对于理解光的本质和光与物质相互作用的机制具有重要意义。
物理学中的光电效应及其应用
物理学中的光电效应及其应用光电效应是一种非常重要的物理现象，也是物理学的一个分支。
光电效应产生的根源是物质受到电磁波的作用，从而发射出电子。
这个过程可以被用来解释和实现许多实际应用，因此很早就引起了物理学家和工程师们的极大关注。
本文将介绍光电效应的工作原理、应用及其不同应用领域中的示例。
一、光电效应的基础原理光电效应是一种物质受到光的作用而发射出电子的现象。
在光电效应中，光的作用将能量传递给物质的电子，以使其能够克服束缚力，从而逃离它们原有的位置。
发射电子的数量和发射速度由光的特性和物质属性决定。
该效应是量子物理学的重要基础之一，因为它表明电子在某种程度上是离散的数量级，而不是连续的。
光的波动特性导致了这一现象，因为它使光和电子之间发生相互作用，以便能量传递。
二、光电效应的应用1、太阳能电池板太阳能电池板采用光电效应把阳光转化成电能。
将太阳光直接转化操作电力需要用到银和钴等元素制造太阳电池板，光子通过敲打光伏材料上的电子，使其从物质中挣脱出来，从而产生电子对。
通过采用不同类型的太阳能电池，可以生成不同种类的电力，从而形成向电网输送电力。
2、荧光屏和LED荧光屏和LED也是光电效应的常见应用。
荧光屏通过给某些元素提供足够的能量来激发发出光，并通过这种事件来产生图像。
在LED中，电子和空穴被注入到导体中，当它们相遇时，它们会释放出能量，进而发出光。
这证明了光电效应可以被用来激发物质，并产生光辐射和图像。
3、X射线在放射医学、物质测试和成像技术中， X射线也是光电效应的常见应用之一。
X光通过光电效应可以激发重元素的电子，因此是发现难以观察或诊断的事物的有用工具。
而在科学界， X光越来越被用作观测原子结构和晶体成分的有力工具。
4、激光器激光器无疑也是光电效应的重要应用领域之一。
激光器工作的基础原理之一就是光电效应。
在激光器中，电子通过受到外界激发的作用发射出光子，通过光子的叠加，能达到非常强的光束。
激光器广泛应用于切割、玻璃加工、照射、测量、分析等多种领域。
高中物理光电效应知识点总结
高中物理光电效应知识点总结高中物理光电效应知识点(一)知识点一:光电效应现象1。
光电效应的实验规律(１)任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于这个极限频率则不能发生光电效应、(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,其随入射光频率的增大而增大、(3)大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比、(4)金属受到光照,光电子的发射一般不超过９2、光子说爱因斯坦提出:空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比,即:&epｓilｏn;=h＆nu;,其中h＝6、６3＆timeｓ;１034 J＆miｄdot;s。
3。
光电效应方程(1)表达式:ｈ&ｎu;＝Ｅk＋W0或Eｋ(2)h＆ｎu;,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Eｋv2、知识点二: ＆ａlｐｈａ;粒子散射实验与核式结构模型１、卢瑟福的&aｌpｈａ;粒子散射实验装置(如图13 —2—1所示)２。
实验现象绝大多数＆alpha;粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数＆alphａ;粒子发生了大角度偏转,极少数＆alpｈa;粒子甚至被撞了回来、如图13—2－2所示。
&alphａ;粒子散射实验的分析图３、原子的核式结构模型在原子中心有一个特别小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
知识点三:氢原子光谱和玻尔理论１、光谱(1)(频率)和强度分布的记录,即光谱。
(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线,如此的光谱叫做线状谱。
有的光谱是连在一起的光带,如此的光谱叫做连续谱、(3)氢原子光谱的实验规律、巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式R()(ｎ＝3,4,5,？),Ｒ是里德伯常量,R=1、10×１０ｍ,n为量子数。
物理电子发射理论
物理电子发射理论
1.1 金属的索末菲自由电子模型
1 电子靠近原子核，即
r〈 rk rk 是 k 层电子轨道半径
时，存在一个由整个原
子核电荷 Ze 建立的库仑场，
其势能函数为 eV C Ze 2 / r ， C 为常数。
2 当 r〈k r〈 rl rl 是 L 层电子的半径 时，核电场被 k 层
物理电子发射理论
(第一讲）
物理电子发射理论
前言
电子发射： 是研究从固体中发射电子的现象和规律，
以及发射电子所带有的结构和成分信息的学科。
物理电子发射理论
物质是由原子组成的，原子是由绕核运动的电子组成的。
• 氢原子（H）：1个电子 • 铹原子（Lw）：103个电子 • 1cm3固体中：
约1022个原子，约含有1022~1024个电子。 电子是物质的基本粒子之一。
• 电子发射是一门较老的科学。
物理电子发射理论
电子发射也是一门还在发展的学科。
• 衡量一门学科是否成熟的根据：
1、它的基本学科问题是否完全被认识了， 即其学科的基本理论问题是否解决了；
2、它的应用范围是否完全稳定，其功能 材料和器件的主要指标是否已经达到最高水平， 是否还具有新的应用领域。
• 电子发射是一门年轻的科学。
物理电子发射理论
真空电子学主要研究电子在真空中的 特性及运动规律。
• 电子发射主要研究电子如何从固体 中逸出进入真空的规律。
物理电子发射理论
• 200多年以前，摩擦带电现象； • 1883年，Edison 在真空灯泡中做了热电
子发射实验； • 1887年，Hertz 发现光电子发射；
原子物理知识点
考点一光电效应1．与光电效应有关的五组概念(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。
光子是因，光电子是果。
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。
(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。
(5)光的强度与饱和光电流：频率相同的光照射金属产生光电效应，入射光越强，饱和光电流越大，但不是简单的正比关系。
2.对光电效应规律的理解1)光电效应中的“光”不是特指可见光,也包括不可见光。
2)能否发生光电效应,不取决于光的强度和光照时间而取决于光的频率。
任何一种金属都有一个截止频率,入射光的频率低于这个频率则不能使该金属发生光电效应。
3)光电效应的发生几乎是瞬时的。
4)五个关系：最大初动能与入射光频率的关系:E k=hν-W0（光电子的最大初动能与入射光的强度无关）．最大初动能与遏止电压U c的关系:E k=eU c,U c可以利用光电管实验的方法测得．逸出功W0与极限频率νc的关系:W0=hνc。
光子频率一定时光照强度与光电流的关系：光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大．光子频率与最大初动能的关系：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．(5)逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关。
(6)若入射光子的能量恰等于金属的逸出功W0,则光电子的最大初动能为零,入射光的频率就是金属的截止频率。
此,可求出截止频率。
时有hνc=W0,即νc=W0h考点二光电效应的图像问题1.解答光电效应有关图像问题的三个“关键”1)明确图像的种类。
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FED优点：
FED继承了CRT的高亮度、高对比度、宽视角的优势，又兼有LCD、PDP的超薄外观、高分辨率、功耗低特性，还很好地杜绝了CRT的电磁辐射和X射线辐射以及LCD的残像感。
XPS：采用能量位1000-1500eV的射线源，能激发内层电子。各种元素内层电子的结合能是又特征性的，因此可以用来鉴别化学元素。线宽0.8eV
UPS：采用HeⅠ(21.2eV)或HeⅡ(40.8eV)作激发源。与X射线相比能量较低，只能使原子的价电子电离，用于研究价电子和能带结构的特征。0.01eV
光电阴极的用途：
变像管、摄像管、辐射探测器中的光电管和光电倍增管等
实际应用中光电阴极要求：
积分灵敏度和光电灵敏度高；光谱响应宽；无光照暗电流小；无光照疲乏现象，对温度的稳定性好；表面发射均匀(特别是大面积)；性能一致性好；
通常结构：
用一定方法在金属或玻璃基底上形成一层较厚的半导体层，并在处理过程中，在半导体表面上生成一层碱金属薄层。光阴极结构可用符号表示：基底-基本半导体-覆盖层。
阴极单位t发射的光电子数（Ne）与入射光子数（Np）之比
单位： 为nm， 为A/W
金属的光电发射电流密度：
2、半导体的光电子发射
半导体的各类光取决于电子向表面输运过程中的各种碰撞，如果碰撞过程中，光电子损失能量较多，往往不能从表面逸出，这时逸出深度小，则β较大。
半导体的表面态
清洁表面上的原子与体内的原子不同，它的价键填充是不完全的，朝表面方向上的价键上缺少电子，因此当体内电子运动到表面时，有可能被束缚在这个空键上，所以表面对电子具有受主的性质。由于表面价键的不完整而在晶体表面出现的电子能量状况，称为表面态或表面能级。
n型表面态的高掺P型半导体光电阴极优点：
五、次级电子发射
1、引言
在具有一定能量粒子（电子、离子、原子）轰击下，从物体的表面发射电子的现象，称为次级电子发射。通常研究最多的是电子轰击物体时，从表面发射电子的现象，称为次级电子发射，也叫二次电子发射。次级电子发射体用来作为电子倍增器的功能部件。对绝缘体次级发射的研究，利用它的绝缘电特性做成存储器件、记忆器件。利用次级电子观察物体的结构，做成了扫描电子显微镜（SEM）。
一、热电子发射
1、金属的热电子发射公式
零场发射电流密度
其中：
A是发射常数的理论值， 是平均反射系数，小于0.02，与势垒形状有关。可见金属的热电子发射电流密度与温度T和逸出功Eφ是指数关系。
2、半导体的热电子发射公式
其中逸出功
式（1.43）为半导体的热电子发射公式，也称四分之五次方定律。
发射系数：
半导体热电子发射电流密度与金属有所不同，除了温度T的关系有差别外，还与杂质浓度ND有关。N型半导体的逸出功Eφ比金属小，在同样温度下，半导体有更大的电流发射密度。
3、光电发射电子的角度和能量分布
4、实用光电阴极
实用光电阴极的主要参量
积分灵敏度：20～3200μA/lm；光谱灵敏度：0.01～100mA/W；光谱响应范围：0.2～1.06μm；热发射电流：10-10～10-17A/cm2；响应速度：10-9～10-17s；疲劳特性：在强光作用下，光电子发射能力随时间衰减的现象；寿命：在无疲劳现象发生的光强下，保持原有发射能力的工作小时数，通常大于3000h。
光电阴极灵敏度的表示方法：
1)绝对光谱灵敏度指阴极发射的光电流与入射的单色辐射功率的比值（A/W）
2、相对光谱灵敏度
某波长的绝对光谱灵敏度与绝对光谱响应曲线上的最大值的比值
3、白光灵敏度或积分灵敏度（μA/lm）
指阴极发射的光电流与2856K标准光源照射到阴极上的光通量的比值
4、量子产额（量子效率）
3、半导体和绝缘体的次级电子发射
当初次级电子轰击绝缘体时，由于发射次级电子而表面积累电荷，从而改变了表面电位，利用这一点，可以制作各种电荷存储器件（如存储管，摄像管等）。利用绝缘体的较高的次级发射系数，做成次级电子发射面（如玻璃、KCl、CsI、MgO等）。用于电子倍增器或成像器件中。
次级电子发射系数的测量方法：低电流法，电子束伏特法，双电子束法。
FED性能：(1）中大屏幕：15″－50″(2)颜色自然逼真：CRT荧光粉(3)发光效率高：CRT荧光粉(4)全数字电视：数字寻址(5)响应速度快：＜1ms (6)视角宽广:＞170°(7)用温度范围宽广：－40℃~85℃(8)功耗低：150W（40″）
FED用户使用：
（1）成本低廉：1.5CRT < FED < 0.4 LCD（2）环保：低辐射（3）轻薄便携：8－10cm
选择合适的材料
（1）选择（χ+Eg）值小的材料，但不宜太小，太小导致高的热电子发射；（2）对于（χ+Eg）值相同的材料，Eg/χ的值要大。（3）P型半导体，立方晶格结构。
进行表面处理
P型半导体表面上吸附一层容易形成正离子的单原子层，以产生有利的能带弯曲。这种单原子层多是电离能小的碱金属原子，以原子半径最大的铯常用。降低表面电子亲和势同时，能带弯宽度要窄，最大宽度不超过逸出深度。
AES：大都用电子做激发源，因为电子激发得到的俄歇电子能谱强度较大。<0.5eV
2、光电能谱基本原理
基本原理是光电效应
=电子结合能+电子动能+原子反冲能量（可忽略）
光电离：原子中电子得到光子能量成为自由电子，原子本身则成为激发态的离子。光电效应的几率可用光电截面σ表示，其值与电子所在壳层的平均半径，入射光子频率和受激原子的原子系数有关。
发射出的电子称为光电子，光电子所形成的电流称为光电流。
斯托列托夫定律：
爱因斯坦定律：
爱因斯坦定律说明：
入射的光子频率越高，每个光子的能量也越大，金属中处于最高能级的电子在获得该能量逸出后，自然具有最大动能，并且该动能与光强无关。
斯托列托夫定律说明：
即光越强，单位时间作用与阴极的光子数越多，自然会有更多的电子被激发，更多的光电子从阴极逸出。
二、场致电子发射
1、场致发射显示器
FED与CRT的相同点：
利用阴极电子经电场加速而轰击荧光材料发光的主动发光型显示器件。
FED与CRT的区别点：
（1）CRT采用热阴极，通过加热阴极材料使其表面电子获得克服表面势垒的能量从而发射出来；而FED采用冷阴极，采用表面功函数较低、电子势很小甚至为负值得材料，使之在外加电场作用下逸出。因此，FED不但降低了功耗，而且可以瞬时发射电子。
次级电子发射过程：1） 内次级电子的激发；包括原电子能量损失，内次级电子在发射体内的空间分布、能量分布等。2）内次级电子向表面运动；包括各类碰撞引起的能量损失。3） 达到表面的内次级电子克服势垒逸出；
δ(Vp)曲线的定性解释：开头，随Vp增加，一般初电子在物体中所激发的电子数增加，因而δ增大。随着Vp进一步增加，初电子穿入样品的深度增加，激发次级电子主要发生在样品的深层。大部分次级电子到达表面的路程增加，能量损失增大，逸出电子数减少。这样，δ(Vp)曲线会出现极大值。
三、光电子发射
1、金属的光电子发射
光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化。这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。
当一束光照射在样品上时，它将部分被反射、部分透射，还有部分被吸收。如果样品是固体，吸收光子后，将产生：
1)激发新的载流子，增加了电导率，称为光电导效应；2)使固体产生电动势，称为光伏效应；此前两种现象称为内光电效应。3)固体中吸收了光子能量的电子，具有较大的动能，其中具有向表面运动动量的电子，克服表面势垒，逸出到真空，成为发射电子，此现象称为光电子发射，是外光电效应。
2.支撑间隔材料3.真空密封技术4.低压荧光粉技术
FED用途：仪器仪表的监视器；手提式计算机显示屏；壁挂电视；摄像机的取景器；电子照相机的显示屏等娱乐用途；炮瞄定位显示等军事用途；汽车工业及航空工作中的导向系统监视器等；
FED面临的问题：寿命不长，这是一个关键因素；由于玻壳和工艺问题, FED难于实现大屏幕化；阴极大面积发射的一致性不好；阴极发射的稳定性需要继续研究；结构复杂，支撑结构布局困难，真空封接还不完善。
4、次级电子发射的应用
合金型次级发射体，光电阴极作为次级电子发射体，负电子亲和势次级电子发射体，高铅玻璃次级电子发射体，透射式次级电子发射体。
负电子亲和势次级电子发射体特点：1）内次级电子有很大的逸出深度，通常达到2000Å～5μm。所以有很大的次级电子发射系数，δm＝200～900。2）真二次电子发射能量分布窄，约为0.2eV，有利于用作高分辨率和高成像质量的电子束器件的电子源。3）次级电子的角度集中在法线方向10０内，即平均切向动能小。
典型场发射显示结构原理
原理：在栅极和阴极之间有一个电压差形成电场，使得微尖释出电子，再经过阳极和阴极之间的高压电场加速电子使之轰击荧光粉而发光。
FED三个基本工艺：真空工艺，微纳加工工艺，光电子半导体工艺。
FED技术难点：1.电子束发射技术。电子发射材料的起始电场越低越好；电子发射极密度需大于106A/cm2；每个发射极需均匀发射电子；在高真空、高电压下发射极维持稳定性与寿命
5、负电子亲和势光电阴极（GaAs光电阴极）
NEA光电阴极在光电倍增管、摄像管、半导体器件、超晶格功能器件、高能物理、表面物理，特别是夜视技术等方面有着重要应用。
负电子亲和势：导带底能级Ec高于表面真空能级E0
有效电子亲和势：体内导带底能级Ec与表面真空能级E0之差
NEA光电阴极与PEA光电阴极相比优点：（1）量子效率高；（2）光谱响应延伸到红外且光谱响应均匀；（3）热电子发射小；（4）光电子能量分布集中。
（2）CRT的热阴极为点发射源或线发射源，需要通过偏转磁场的作用，才能在显示屏幕上进行扫描而产生显示。因此，CRT难以实现平板化；而FED的冷阴极为面发射源，可以十分方便地实现平板化和矩阵驱动，无论重量还是体积都大大降低。