平板显示技术是当今社会发展的趋势,场发射显示是非平板显示-阴极射线管显示(CRT)的平板化,具有分辨率高、色彩再现性好、对比度高、响应速度快、工作温度范围宽、电磁辐射小、易于实现数字化显示等优点。场发射显示的核心技术是场发射电子源,即阴极技术,研究场发射阴极材料是降低其成本的重要途径之一。硅基的场发射电子源可以实现与微电子器件的兼容,研究半导体硅的场发射是非常有意义的。半导体的场发射理论并不成熟,它的场发射要比金属复杂的多。深入理解半导体场发射的机制是开发高效场发射阴极的基础,场发射电子能谱包含着丰富的场发射信息,它是研究场发射机理的最重要的手段。　　 本论文通过数值模拟,计算了n型硅的电场渗透和硅的电子能带结构,讨论了电场渗透对半导体硅的场发射能谱的影响。　　 在本文中,首先利用数值模拟的方法计算了n型硅微尖的场发射尖端内部的电势分布、电场分布以及电荷密度分布,并系统地研究了掺杂浓度、温度变化、栅极电压对电场渗透的影响,进而讨论电场渗透对微尖表面能带弯曲的影响,发现由于电场渗透引起的表面能带弯曲将导致场发射电子能谱向低能一侧偏移,计算得到的能谱偏移基本符合实验结果。　　 其次利用第一原理计算软件Quantum-Espresso软件包中的PWSCF模式模拟硅的能带结构和态密度,并结合电场渗透的结果讨论了半导体硅的场发射能谱结构,发现场渗透现象将引起其他导带的电子产生场发射,导致场发射能谱出现多峰结构。