我来插一脚，哈。
场发射电子枪有三种基本类型，冷场发射，肖特基发射以及热场发射。由于历史原因，场发射物理学中有很多名词界限划分不清晰。很多早期所说的场发射现象其实就是在室温下发生的冷场发射。通过施加引出电压，电子从电子枪的某个晶面逸出。如果在施加电场的同时把灯丝加热，逸出的电子会增多，这就是热场发射，或者叫热增强场发射。如果加热温度太高，电子的逸出主要依赖热运动能量增加，和外电场关系不大，此时场发射没太大意义，电子枪和普通钨丝电子枪差不多。在热场发射枪的表面沉积一层改性物质（比如常用的是ZnO（写错了，常用的是ZrO2））来改变晶体表面势垒。使用沉积物的好处比较多，可以在温度不太高的情况下减小电子逸出功，使电子发射更容易，并且可以增加发射的稳定性。
有几点需要特别注意：1. 在电镜行业所说的热场发射电子枪其实是肖特基发射电子枪，没有人用纯粹的热场发射当作电子源，不好用。2. 基本原理就是这样，但是工业应用会有很多变数。灯丝温度，引出电压等等都是可调的。不同的厂商会有不同的设计，这就造成各品牌电子枪的实际表现出现很多差异，不容易直接做比较。3. 无论透射电镜还是扫描电镜，本楼及下一楼的内容都是相通的。

这张图是三种场发射电子枪电子能量分布的一个比较。

偏压是热发射灯丝的特征，场发射枪不用这种设计。偏压有两个作用，一是稳定发射电流，二是对电子做第一次聚焦。对于“电子枪亮度是一个恒定值”的说法我不能理解。电子枪是个体系，而不单单是那块钨单晶。这个体系有多个变量，不同的变量组合可以产生不同的电子枪亮度。偏压可以影响电子枪亮度。这是因为栅极偏压要对灯丝发射出的电子聚焦并且会滤掉一部分电子，这进而影响虚拟光源处的束流密度和张角，因而影响亮度。常见的亮度计算公式里看不到偏压的影响，因为这些公式中的各个参量要么是样品处的数值，要么是虚拟光源处的数值，实际上已经把偏压的影响折合进去了。偏压对亮度的影响是个复杂的关系，要兼顾总电流强度和电子束张角得到一个最优值。下面的图把这些关系解释得很好。

应助达人

这些图片真漂亮啊

十分感谢口香糖的参与。根据你的解释是否电子枪只存在1.场发射这个应该只是指冷场发射、2.热发射指的是钨灯丝等完全靠加热、3.热发射、场发射混合那就是所谓的热场。这种混合发射模式就是肖特基模式。

蓝莓口香糖(drizzlemiao) 发表:我来插一脚，哈。

很欢迎呀，越多人的参与就越像沙龙。这对大家的提高是一件好事

场发射电子枪有三种基本类型，冷场发射，肖特基发射以及热场发射。由于历史原因，场发射物理学中有很多名词界限划分不清晰。很多早期所说的场发射现象其实就是在室温下发生的冷场发射。通过施加引出电压，电子从电子枪的某个晶面逸出。如果在施加电场的同时把灯丝加热，逸出的电子会增多，这就是热场发射，或者叫热增强场发射。
是不是可以将肖特基发射归类于热增强场发射？也就是热发射和场发射的复合体
如果加热温度太高，电子的逸出主要依赖热运动能量增加，和外电场关系不大，此时场发射没太大意义，电子枪和普通钨丝电子枪差不多。在热场发射枪的表面沉积一层改性物质（比如常用的是ZnO）来改变晶体表面势垒。使用沉积物的好处比较多，可以在温度不太高的情况下减小电子逸出功，使电子发射更容易，并且可以增加发射的稳定性。
有几点需要特别注意：1. 在电镜行业所说的热场发射电子枪其实是肖特基发射电子枪，没有人用纯粹的热场发射当作电子源，
照上面的定义纯粹的热场发射应该是不存在的吧 ，要是存在又是如何定义的呢？

不好用。2. 基本原理就是这样，但是工业应用会有很多变数。灯丝温度，引出电压等等都是可调的。不同的厂商会有不同的设计，这就造成各品牌电子枪的实际表现出现很多差异，不容易直接做比较。3. 无论透射电镜还是扫描电镜，本楼及下一楼的内容都是相通的。

这张图是三种场发射电子枪电子能量分布的一个比较。

对于这些概念，我认为应该抛弃“纯粹”这样的想法。我们思维经常习惯于用这样的归类方式，但实际上有时候这种做法行不通，或者意义不大。最初研究场发射现象的时候实验条件或许跟冷场发射更接近，但是后来有出现了很多不同的分支，这些都是外场作用下电子逸出的现象，应该都算作场发射的范畴。就好象当初人们在金属材料里研究这个，现在也有很多人在氧化物或非金属单质材料里研究这个一样。这里是个很好的介绍，http://en.wikipedia.org/wiki/Field_electron_emission
肖特基场发射和热增强场发射不同，区别就在于那个沉积层。这个沉积层还是很重要的，从21楼的图中能看出它对发射特性有很大的影响，所以还是应该明确划分开以示区分。就好象我们有必要区分冷场发射和热增强场发射一样。
热增强场发射是存在的，只是在电镜行业不怎么用。其它行业的情况我不了解。至少实验室里实现这个没有问题。21楼第二个图就是实例。
热发射和场发射混合不是热场发射，而是热增强场发射。肖特基模式是热增强场发射又加上涂层的作用。但其实际工作参数未必和热增强场发射都一样。

在电子光学中有一个刘维尔定律（也叫做朗缪尔），就是亮度不变定律。在这个体系中加速电压可以变（加速电压的变化带来了束流密度的变化），束斑面积、立体角可以变化、束流也会发生变化而亮度是不会发生变化。加速电压和束流密度成正比关系以保证束流的高分辨能力，而偏压影响的是束流的大小可以改变信号的强弱，灯丝温度改变了电子的溢出功。这应该是电子枪工作的基本分工。
据丁泽军教授为分析物理及其运用一书说：灯丝亮度是表述电子枪性能的一个量值。

我觉得偏压改变亮度不如说偏压改变了束流强度来的准确，这是我的理解。不过实际情况也确实如此，偏压的改变在获得较强信号的同时应该束斑面积也发生了变化。

在驰奔的博客中有一篇热发射几个迷思的文章。一共说了四个迷思，1、3、4迷思很有同感。而第二个迷思给了我更大的迷思，因为我觉得这个迷思的描述就比较混乱，前后矛盾。我觉得就是在亮度、束流密度还有束流关系上出现了前后矛盾相互混淆的情况。他也提到了朗缪尔（我觉得就是丁教授文中的的刘维尔）但是这些式子的描述和解释我觉得不是很清晰，还有就是将束流密度直接用括号等同于了亮度。

蓝莓口香糖(drizzlemiao) 发表:偏压是热发射灯丝的特征，场发射枪不用这种设计。偏压有两个作用，一是稳定发射电流，二是对电子做第一次聚焦。对于“电子枪亮度是一个恒定值”的说法我不能理解。电子枪是个体系，而不单单是那块钨单晶。这个体系有多个变量，不同的变量组合可以产生不同
的电子枪亮度。偏压可以影响电子枪亮度。这是因为栅极偏压要对灯丝发射出的电子聚焦并且会滤掉一部分电子，这进而影响虚拟光源处的束流密度和张角，因而影响亮度。常见的亮度计算公式里看不到偏压的影响，因为这些公式中的各个参量要么是样品处的数值，要么是虚拟光源处的数值，实际上已经把偏压的影响折合进去了。偏压对亮度的影响是个复杂的关系，要兼顾总电流强度和电子束张角得到一个最优值。下面的图把这些关系解释得很好。

我不知道这个定律，简单搜索也没找到。这个名字翻译得可能有点问题。电子枪亮度随加速电压提高而增加是个基本规律，我想那个刘维尔定律使用的时候可能是要满足一些特殊条件的。

那么真正的热增强场发射就是没有氧化锆，有氧化锆的就是肖特基？呵呵！这是第一次看到。要真是这样那解释就十分简单明了，呵呵。谢谢

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电子枪亮度随加速电压提高而增加，我觉得这应该是误解。你查查朗缪尔我觉得应该是一个人。
如果这样，列表应该是将电子枪亮度表述为一个区间值，可是看了许多的列表亮度值就是一个定值。

在丁泽军教授的文中将亮度表述为亮度=束流|面积*立体角*加速电压。并且说据刘维尔定理电子光学灯丝亮度不变的原理。在交换过程中加速电压、面积、立体角当然我觉得束流都会变灯丝亮度不会变。
这样我才会得出加速电压和束流密度成正比的关系。

http://coxem2010.blog.163.com/blog/static/1651037572011511131813/

四个迷思的第二个一开始也说到了亮度不变原理，可是后面我觉得整个描述比较混乱。特别是朗缪尔公式描述我怎么也得不到加速电压和最大亮度成正比的结果因为有两个变量的出现，如果式中的Rmax表示最大亮度的话。我觉得这个不应该是指亮度。而应该是束流密度之类的。

亮度的量纲是“电流/(面积*空间角)”，空间角是无量纲的，所以从公式上表现出来的亮度单位应该就是“电流/面积”，即电流强度。亮度计算有多种公式，有理论的也有用实测量的，用到的参量不同，所以有的显含电压，有的看不到电压。但是29楼这个公式从量纲上看就是不对的。