场发射阵列阴极

场发射阵列阴极（field emission array cathode），工学-电子科学与技术-电子元器件与制备技术-真空电子器件-真空微电子学-场发射陈列阴极，基于微细加工、具有微型场发射体阵列集成结构的冷阴极。场发射阵列阴极的理论基础是场致发射，其技术基础是微细加工技术和薄膜技术，其结构特点是大量微发射体的高度阵列式集成。电子场发射是基于电场压迫势垒理论和量子力学隧道效应的一种电子发射。在很强的外电场作用下，固体表面势垒的最高点变低，厚度变窄，以致电子不需获得外界能量就可以通过隧道效应穿越势垒逸出。电子场发射的定量描述，主要基于Fowler-Nordheim方程（FN方程）。不考虑温度影响，FN方程近似简化后表达式为：式中为发射电流密度；为电场强度；为材料功函数；为诺德海姆函数；和为常数，其中。公式表明，场发射电流密度是金属材料逸出功和表面电场强度的函数。场发射要求很高的表面电场强度，需要超过107伏/厘米才能获得一定发射电流。传统上获得强电场的方法是使用湿法腐蚀得到的金属针尖，尖端曲率半径在几百纳米量级。