随着真空纳电子学(VNE)越来越受到关注,对于场致发射显示器件(FED)的研究不断深入。场致发射过程中,二次电子发射现象不可忽视。二次电子发射引起电荷积累,改变电场分布,二次电子再与空间电荷碰撞激发离子,引起离子轰击,这些将对场致发射造成极大影响。本论文介绍了场致发射和二次电子发射的机理。在前人研究的基础上,建立了一套二次电子的发射模型。利用Monte Carlo方法,模拟场致发射器件中二次电子的产生、运动过程。在模拟的过程中,同时考虑了空间电荷积累效应,二次电子发射和背散射过程。论文模拟了具有不同形状电子输运通道的场发射结构中电子的发射和运动过程。结果显示,通道内壁上半部分积累正电荷,内壁下半部分和通道下壁积累负电荷。通过比较不同模型中电压分布和阴极电流密度分布,发现增大通道壁的斜率有助于减少通道下壁的电荷积累。此外,还发现增大通道的斜率将使直接打在阳极上的一次电子比例减小,因此,通道的斜率越大,应用于新型双栅极结构时,调制效果越好。论文研究了场发射中基于二次发射的离子轰击情况。模拟了不同初始条件下,一个带有hop spacer和flu spacer的场发射结构中电子发射和离子轰击过程。通过比较,发现增大电极上的电压会激发更多的二次电子和背散射电子,由此增大离子轰击程度。另外,相同初始条件下,hop结构中受到的离子轰击比normal gate结构中的程度弱。我们搭建了一套实验装置,用来观察场发射中到达阳极屏上的电子(主要是二次电子)的能量分布。同时,论文对多种初始条件下简化的实验结构中电子的运动情况进行模拟,计算得出屏上电子的能量分布,并与实验结果相比较,发现模拟结果与实验结果有一定相似性;初始电子的发射中心与hop通道中心的距离对能穿过通道的电子数目影响极大;实验中和模拟中得到的切向能量分布具有相似的趋势。