Termionisk emission, även känd som termisk elektronemission, är den process genom vilken laddningsbärare, såsom elektroner eller joner, rör sig över en yta eller någon form av energibarriär genom induktion av värme. Laddningsbärare begränsar naturligt aktivitet; Men vid termionisk emission introduceras termisk energi till bärarna, vilket får dem att övervinna dessa krafter. Anledningen bakom laddningsbärarnas förmåga att utföra denna åtgärd är att elektroner och joner är rörliga och obundna till de normala kedjorna av atomstruktur som påverkar andra partiklar. Traditionellt kallades dessa laddningsbärare ”termioner”.
En egenskap hos den termioniska emissionsteorin är att det emitterande området upprätthålls med en laddning motsatt originalet men lika stor. Detta innebär att placeringen av laddningsbäraren före emission kommer att generera en positiv laddning när det gäller elektroner. Detta kan dock ändras med ett batteri. Utsläppet neutraliseras när transportörerna är längre bort från regionen, vilket resulterar i ingen förändring av det ursprungliga tillståndet.
Historiskt sett är det primära exemplet på termionemission det som används i Edison-effekten. Elektroner emitteras från en het metallkatod, som använder en polariserad elektrisk anordning för att få elektrisk ström att flyta ut i ett vakuumrör. Detta gör att en enhet kan behålla kontrollen över elektronernas rörelse och förstärka eller modifiera den elektriska signalen.
Allt som används för att antingen kyla eller generera kraft använder konceptet termionemissionsteori. När temperaturen ökar, ökar storleken på flödet. Förutom den traditionella användningen av vakuumrör för elektronik, kan solid-state-enheter också användas för att skapa den termioniska rörelsen av elektroner, vilket gör att modern teknik kan fungera.
Termionik rapporterades första gången av Frederick Guthrie 1863. Han kunde identifiera en förändring i den positiva laddningen av en starkt uppvärmd järnsfär som inte inträffade om föremålet var negativt laddat. Men det var inte förrän 1880 som vetenskapen lätt utnyttjades av Thomas Edison. När han arbetade med sina glödlampor märkte han att vissa områden förblev mörkare. Detta gjorde det möjligt för honom att identifiera flödet av elektroner på grund av värme, vilket resulterade i skapandet av dioden.
Richardsons lag beskriver anledningen till att elektroner kan flöda på detta sätt. Specifikt innehåller metaller två elektroner i atomstrukturen som kan röra sig från atom till atom. 1928 fann Sir Owen Willans Richardson, en brittisk fysiker, att vissa elektroner kunde lämna atomen utan att återvända. Denna process kräver en viss mängd energi beroende på metallen. Termen för denna effekt är arbetsfunktion.