【摘 要】
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空间电荷限制效应普遍存在于各种电子发射器件之中,对器件的电流密度特性有重要影响。经过一个多世纪的研究和探索,有关空间电荷限制效应的研究和涉及二极管的无数应用都取得了飞速进展。本文围绕电子发射现象中的空间电荷限制（SCL）电流展开了研究和讨论,我们调研了其历史发展轨迹和最新的发展与应用,并且学习了不同电子发射理论的物理机制,通过对不同结构的电子发射模型进行建模探索了空间电荷限制（SCL）电流的规律。
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空间电荷限制效应普遍存在于各种电子发射器件之中,对器件的电流密度特性有重要影响。经过一个多世纪的研究和探索,有关空间电荷限制效应的研究和涉及二极管的无数应用都取得了飞速进展。本文围绕电子发射现象中的空间电荷限制（SCL）电流展开了研究和讨论,我们调研了其历史发展轨迹和最新的发展与应用,并且学习了不同电子发射理论的物理机制,通过对不同结构的电子发射模型进行建模探索了空间电荷限制（SCL）电流的规律。首先,我们学习了经典一维Child-Langmuir（CL）定律、一维Mott-Gurney（MG）定律和用于计算虚阴极形成的电势最小值位置的表达式,还学习了二维平行平板结构的空间电荷限制（SCL）电流。其次,我们在上述的工作基础上创新地提出了一种求解非平行平板结构的空间电荷限制（SCL）电流的自洽模型,将之前在其他结构中的工作扩展到了非平行平板结构,我们研究了模型中W、L、θ、R、Vg等参数变化时的电流密度变化规律,并对获得的数值结果进行分析讨论,得到了与其他结构类似的规律。在一定条件下,提出了电流密度的新标度为JSCL∝ 1/01.26和JSCL∝Vg1.5/Rm（1.6＜m＜1.7）。最后,我们研究了非平行平板结构在高电场下的场发射过程中的空间电荷限制效应,将之前在非平行平板结构中关于SCL电流的工作扩展到了场发射的情况,建立了一个场发射自洽模型来求解非平行平板结构的场发射过程。我们研究了模型中W、L、θ、R、Vg等参数变化时的电流密度变化规律,并对获得的数值结果进行分析讨论。在一定条件下,提出JFN∝ 1/θ8.7和JFN∝ Vgn/Rm（9.4＜n＜9.8,8.65＜m＜8.85）。总之,我们的模型可用于研究非平行平板结构的各种应用,以及金属、电介质和真空三相点附近的电子动力学。
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