二元单晶稀土六硼化物(REB6)具有丰富的物理性质,其中单晶LaB6具有优异的电子发射特性,影响二元REB6发射性能的物理机理及其他二元REB6是否具有良好的发射特性,需要进一步研究.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算对典型二元单晶REB6(RE=La,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd)的电子结构、功函数进行了理论分析,并对区熔法制备的高质量单晶REB6的热发射性能进行了测试.电子结构计算结果表明,二元REB6费米能级附近具有很高的态密度,宽域分布的稀土元素的d电子决定了REB6优异发射性能的电子态,局域分布的f轨道对发射性能不利.功函数理论计算表明具有d态价电子的二元REB6(RE=La,Ce,Gd)具有较低功函数.热发射测试结果表明,以上单晶REB6(100)晶面功函数热发射测试值与理论计算值基本相符.最终理论计算结合实验结果表明,LaB6和CeB6具有良好的热发射和场发射性能,GdB6具有良好的场发射性能.