中文摘要：

铁电阴极具有强的电子发射能力，在强流电子枪、高功率微波管和高密度等离子体源等领域有重要应用前景。本项目重点研究了阴极材料、脉冲激发电场和直流抽取电压等条件对铁电阴极电子发射性能的影响，研究了铁电阴极强电子发射的物理机制。观测了正常铁电体、弛豫型铁电体、顺电体和反铁电体等各种阴极材料的电子发射现象。研究结果表明铁电阴极的发射电流强度与铁电材料的极化强度反转没有必然联系，而是与阴极材料的介电系数存在正相关性。在一定的脉冲电场激励下，高介电系数的陶瓷材料（如铁电体、顺电体和反铁电体材料）都可以发射出安培级以上的电子流。在考察阴极材料的介电性能时，应该用高场中微分介电系数表征材料的介电极化性能以免出现错误。阴极发射电子流强度随着抽取电压的增加而增大。在0-5kV直流抽取电压范围内，发射电流随抽取电压线性增加没有出现饱和现象。铁电阴极的强电子发射现象可以用"三接点"场增强理论给与解释。由于铁电材料具有高介电系数，在铁电陶瓷、金属电极和真空三种介质交汇的"三接点"处电场强度异常增大，产生场发射电子流。具有高动能的电子与周围气体和陶瓷碰撞，形成高浓度等离子体，进一步增加了电子流密度。