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第1章　绪论随着广播、电视、通信、雷达、宇航、制导等系统的迅速发展，真空电子器件作为上述系统的发射源，其研制与发展对上述系统的发展起着至关重要的作用。而阴极（亦称为电子发射材料）作为真空电子器件的电子发射源，其性能对器件的特性和使用寿命有着重要影响，因而阴极被喻为“器件的心脏”。因此，可以说上述三者的发展水平有着直接内在的联系。1.1　真空电子器件的发展真空器件是现代工业尤其是国防装备的心脏。20世纪中后期，随着半导体行业的急剧发展，低频率、中小功率的电子管基本被固态器件（半导体器件）取代，在低频段，固态器件已占据统治地位，图1-1为真空器件与固态器件单管输出功率与频率的关系。虽然半导体器件有了很大的发展，但在输出功率、最高工作频率、带宽等方面，仍然受到极大的限制。这是因为载流子在半导体中的运动受到晶格的限制不可能有很高的速率，它的低电压特性决定了它不可能有很大的功率输出。在微波领域内的中高频段，半导体的发展遇到很大困难，几十年来一直停滞不前。人们经过研究发现，半导体器件的结构和工作原理决定其很难在大功率和高频率领域内继续发展，短期内无法达到微波真空电子器件的使用要求。1990年美国国防部电子器件领导小组的研究报告指出，“半导体器件已经接近其材料的极限，而真空电子器件频率和功率增长的潜力却是显而易见的”。近来几次高科技战争，特别是第一次海湾战争充分显示了微波管的重要作用。实践证实，半导体即使采用功率合成，在一定时间内，其功率输出也难以达到微波管的水平。2000年12月美国国防部电子器件咨询小组召开了一次特殊技术领域的技术研讨会，重新审视了真空电子器件的发展战略。

电子发射材料 作者简介

王金淑，工学博士，教授，博士生导师，现任北京工业大学材料学院副院长。1999年入选北京市科技新星计划；2002年获第八届霍英东青年教师基金奖：2003年及2004年分别获教育部技术发明一等奖及国家技术发明二等奖；2005年入选教育部新世纪优秀人才支持计划；2006年获中国第三届新世纪巾帼发明家称号；2007年获国防科工委技术发明二等奖，并获首都女职工创新之星称号；2008年获茅以升科学技术奖之北京青年科技奖，入选新世纪百千万人才工程北京市级入选，并享受国务院政府特殊津贴。中国电子学会真空电子学分会委员会委员，中国腐蚀与防护学会能源工程专业委员会委员，美国化学会、日本化学会、日本陶瓷学会会员。获得中国发明专利14项，美国专利2项。在国内外学术期刊上发表论文百余篇，其中被SGI、EI收录的论文90余篇。

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