阴极发射电子的过程。在气体放电中阴极起着重要作用，它提供电子，维持了电流的循环。在金属阴极中，电子可以自由运动。但在阴极表面，由于电子和晶格离子之间静电力的作用形成势垒，使电子不能离开电极表面。为了克服表面势垒的阻碍，把电子移到阴极之外，需要施加逸出功(或称为功函数)eφ。逸出功决定于阴极的材料和表面状态。给电子提供能量，把电子从阴极中释放出来的方式有光电发射、热发射、场致发射、二次电子发射等。

中文名

阴极电子发射

外文名

electron emission from cat-hode

光电发射

波长足够短的电磁辐射入射到阴极表面而引起的阴极电子发射。对于大多数的纯金属，λc落在紫外光谱区域，其光电发射系数(一个入射光子产生的光电子数)约在10～10的范围。光电器件就利用了光电发射效应。在光电器件的阴极表面涂上一层氧化物或合金，使λc落在可见光区甚至红外区，其光电发射系数也大大增加。

热发射

由于温度升高而引起的阴极表面电子发射。在室温下，只有极少数的电子，它的能量超过金属表面势垒，可从阴极表面离开。当把阴极加热到

时，将有一部分电子具有足够的能量，穿过势垒而从表面发射出来。

场致发射

由于外加强电场而引起的阴极表面电子发射。在外加强电场的作用下，阴极中部分电子“穿过”势垒而从表面发射出来。按照量子力学的理论，处于位阱中的电子，即使它的能量不超过势垒的势能，也有一定的概率穿过势垒而跑掉，这就是所谓的“隧道效应”。在强电场的作用下，势垒的形状变窄变低，电子就容易穿过势垒而从表面发射出来。对于一定的金属，其场致发射电流密度可根据波动力学，用福勒-诺得海姆(Fowler-Nordheim)公式进行计算。

在气体放电过程中，如果在电极表面有氧化物绝缘薄层，正离子会积聚在其上，可形成高达

的强电场，引起场致发射，这种现象称为马尔特(Malter)效应。

二次电子发射

由正离子、受激励的中性原子和分子轰击阴极表面而引起的电子发射。正离子从阴极轰击出电子，必须由一个正离子至少打出两个电子，其中一个用于中和正电荷，另一个为自由电子。因此，正离子所具有的动能W和势能W之和应大于逸出功eφ的2倍。