Emisi termionik, juga dikenal sebagai emisi elektron termal, adalah proses di mana pembawa muatan, seperti elektron atau ion, bergerak di atas permukaan atau semacam penghalang energi dengan induksi panas. Pembawa muatan secara alami menahan aktivitas; namun, dalam emisi termionik, energi panas dimasukkan ke pembawa, menyebabkan mereka mengatasi gaya ini. Alasan di balik kemampuan pembawa muatan untuk melakukan tindakan ini adalah karena elektron dan ion bergerak dan tidak terikat pada rantai normal struktur atom yang mempengaruhi partikel lain. Secara tradisional, pembawa muatan ini disebut sebagai “termion.”
Salah satu sifat dari teori emisi termionik adalah bahwa daerah pemancar ditopang dengan muatan yang berlawanan dengan aslinya tetapi sama besarnya. Ini berarti bahwa lokasi pembawa muatan sebelum emisi akan menghasilkan muatan positif dalam kasus elektron. Namun, ini dapat diubah menggunakan baterai. Emisi dinetralkan ketika pembawa lebih jauh dari wilayah tersebut, sehingga tidak ada perubahan ke keadaan semula.
Secara historis, contoh utama emisi termionik adalah yang digunakan dalam efek Edison. Elektron dipancarkan dari katoda logam panas, yang menggunakan perangkat listrik terpolarisasi untuk menyebabkan arus listrik mengalir keluar ke tabung vakum. Hal ini memungkinkan perangkat untuk mempertahankan kontrol atas pergerakan elektron dan memperkuat atau memodifikasi sinyal listrik.
Apa pun yang digunakan baik untuk pendinginan atau pembangkit tenaga menggunakan konsep teori emisi termionik. Dengan meningkatnya suhu, besarnya aliran meningkat. Selain penggunaan tradisional tabung vakum untuk elektronik, perangkat solid-state juga dapat digunakan untuk menciptakan gerakan termionik elektron, yang memungkinkan teknologi modern berfungsi.
Termionik pertama kali dilaporkan oleh Frederick Guthrie pada tahun 1863. Dia mampu mengidentifikasi perubahan muatan positif dari bola besi yang sangat panas yang tidak terjadi jika benda tersebut bermuatan negatif. Namun, baru pada tahun 1880 ilmu itu dimanfaatkan oleh Thomas Edison. Saat bekerja dengan bola lampu pijarnya, dia memperhatikan bahwa area tertentu tetap gelap. Hal ini memungkinkan dia untuk mengidentifikasi aliran elektron karena panas, sehingga terciptanya dioda.
Hukum Richardson menjelaskan alasan mengapa elektron dapat mengalir dengan cara ini. Secara khusus, logam mengandung dua elektron dalam struktur atom yang dapat berpindah dari atom ke atom. Pada tahun 1928, Sir Owen Willans Richardson, seorang fisikawan Inggris, menemukan bahwa beberapa elektron dapat meninggalkan atom tanpa kembali. Proses ini membutuhkan sejumlah energi tergantung pada logamnya. Istilah untuk efek ini adalah fungsi kerja.