Значение коэффициентов
До настоящего времени одними из основных катодных материалов являлись тугоплавкие металлы, такие как тантал, вольфрам, молибден, рений. Несмотря на сравнительно большие значения работы выхода электронов, эти металлы при высоких температурах (около 2500° С) обеспечивали значительную плотность тока эмиссии при достаточно длительных сроках службы. Имеется большое количество чистых металлов, работа выхода электронов которых значительно ниже, однако использование их в качестве эффективных термокатодов невозможно вследствие их низких температур плавления и большой скорости испарения. В связи с этим в последнее десятилетие широко развернулись работы по изысканию новых катодных материалов на основе металлических сплавов и соединений переходных металлов с некоторыми неметаллами (бором, углеродом, азотом, кремнием), обладающих меньшими значениями работы выхода электронов, что позволило бы получить высокие плотности эмиссионных токов при более низких рабочих температурах. Для выяснения связи между работой выхода электронов и электронным строением материалов значительный интерес представляет в развитие работы рассмотрение изменения работы выхода в зависимости от положения элементов в периодической системе. Значения работы выхода в зависимости от порядкового номера элементов с учетом заполнения их электронных состояний.
Как видно из рисунка, работа выхода возрастает с увеличением степени заполненности валентного уровня (в случае р-элементов) и внутреннего d-уровня (в случае d-элементов). Это возрастание не является монотонным, а имеет два максимума — при полностью заполненном уровне (рв и d10), а также в случае квазиустойчивого состояния с наполовину заполненной оболочкой (р3 и d5). Примерами этому могут служить значения работы выхода для As (4р3), Sb (5р3), Сг (3d5), Mo(4d5), Re (5d5). Интересно отметить, что подобный эффект наблюдался нами ранее при исследовании гекса-боридов редкоземельных металлов с незаполненным глубоколежащим 4-уровнем, у которого в случае гексаборида европия отмечалось максимальное значение работы выхода электронов.
