本论文工作分为两个方面,一个是研究考虑空间电荷效应的金属尖端热场致发射现象,一个是研究含缺陷电荷电介质固体中的空间电荷效应。对于第一个方面,一个处于高电压的双曲面金属尖端阴极,考虑到由于诺丁汉效应带来的热效应使尖端处于高温,采用通用热场致发射公式来计算尖端表面电流密度,研究了温度对发射的影响。并创新性地提出了一个自洽模型,能够准确地模拟出热场致发射中的空间电荷效应,发现空间电荷效应对空间电荷密度分布、电势分布以及表面电场和电流密度有较大影响。然后考虑了不均匀表面功函数、初始发射速度对电子发射状态产生的影响,如电子束发射度和尖端表面电流密度的影响。最后讨论了诺丁汉效应,并研究了尖端表面诺丁汉效应产生的不均匀热分布等特性。该研究为尖端电子发射提供了一个模型,并研究了空间电荷效应等因素对电子发射的影响。对于第二个方面,平板阴极和阳极之间的纳米空隙,包含有真空和含缺陷电荷的电介质固体,或者包含有两种不同的含缺陷电荷的电介质固体,其中的空间电荷限制电流密度不能由定律简单得到。我们提出了一个计算方法,可以简单的得到电流密度与电压的关系,而不需要解泊松方程,并且引入有效迁移率以及有效电阻率来快速计算两种电介质中的电流密度。研究发现,在不同电压下,空间中电流密度的限制可以分为以下三个状态,即缺陷电荷限制状态、空间电荷限制状态、以及欧姆限制状态。然后研究了两种媒介的占比、迁移率、以及限制状态对电流与电压的指数关系的影响。总之,本论文研究了金属尖端以及含缺陷电荷多层结构中的空间电荷效应。