二次电子发射

摘要： 为了深入研究多层薄膜材料中二次电子发射这一影响部件微放电效应的重要物理过程,基于金属表面多代二次电子发射蒙特卡罗模型,建立了多层薄膜二次电子发射蒙特卡罗模型,并构建了多层薄膜的平面和矩形沟槽这两种表面结构。通过对这两种表面的多层薄膜二次电子发射系数进行蒙特卡罗模拟,并对不同薄膜厚度的二次电子发射系数模拟结果进行分析,验证了多层薄膜抑制二次电子产额的实验效果,并得出抑制效果与多层薄膜厚度和表面结构有关的结论。

摘要： 电子辐照激发的二次电子发射现象是各类倍增管、表面微分析设备等的核心原理,其引发的二次电子倍增效应亦是制约加速器、微波源以及航天器等性能和可靠性的重要影响因素。随着我国航天事业的迅猛发展,对航天领域的器件也提出了小型化、高可靠、长寿命等方面的要求,精确模拟以及调控材料表面的二次电子发射成为提高这些器件性能的重要手段。

摘要： 由二次电子发射引发的微放电效应是严重影响星载微波部件性能和安全的瓶颈问题之一。针对星载微波部件微放电的研究及应用需求,对国内外二次电子发射的研究进展进行了系统梳理,介绍了二次电子发射模型、仿真分析方法、测试装置及实验研究,以及在微波射频器件及航天器充放电方面的应用研究,总结了主要的研究结论。在此基础上提出了发展建议,以期对国内的二次电子发射及微放电研究的推进提供参考。

摘要： 暴露于空气中的金属受环境影响,表面会产生吸附、沾污和氧化等表面改性作用,引起二次电子产额(secondary electron yield,SEY)变化。为探究银表面改性对SEY的影响,使用加热、有机清洗、离子清洗实现了多种银表面状态。实验结果显示,加热能够去除部分表面吸附和沾污,并使得SEY降低;离子清洗在去除表面吸附和沾污的同时还能够剥离表面氧化层,获得高度洁净的表面。离子清洗10/30分钟后SEY峰值由2.61降至1.73/1.70,说明剥离银表面的吸附、沾污和氧化层能使得SEY明显降低。为验证氧化对SEY的影响,使用磁控溅射制备氧化银薄膜。结果表明,氧化银SEY仅比银高0.1左右,且在斜入射下两者SEY差异更小,该结果证明银表面发生氧化不会使得SEY明显升高,并间接说明表面吸附和沾污是使得银表面SEY升高的主要因素。

摘要： 星载微波部件的微放电效应是影响航天器微波传输系统独特的瓶颈问题之一。以星载微波部件微放电阈值仿真中广泛使用的Furman模型为研究对象,以平行平板传输线为例,研究并获得了Furman模型中本征二次电子、弹性散射电子、非弹性散射电子3类电子的模型参量对微放电阈值的影响规律,并通过对总二次电子发射系数的影响合理解释了微放电阈值的变化规律,为星载微波部件微放电阈值的精确仿真提供了规律指导。

摘要： 基于机器学习和深度人工神经网络(artificial neural network,ANN)提出一种二次电子发射唯象模型。利用Vaughan模型生成先验数据集,用于训练生成描述二次电子发射一般规律的先验知识ANN模型,并在不同参数条件下验证了先验知识ANN模型的正确性。然后,分别利用银和铝合金材料的二次电子发射系数实验数据修正先验知识ANN模型,分别得到了描述两种材料的特异ANN模型。测试结果表明,特异ANN模型计算结果与实验结果相比的平均绝对误差较Vaughan模型和Furman模型降低了30%以上,与复合唯象模型精度相当或更高。在小样本条件下测试了二次电子发射ANN模型的正确性,验证了分步训练方式的有效性和二次电子发射ANN模型对于小样本集的适应性。提出的基于机器学习的二次电子发射唯象模型能够避免复杂的参数修正过程,能够基于先验知识提升模型对于小样本的适应性,能够实现二次电子发射系数的连续插值,适于在数值模拟软件中使用。

摘要： 当前,广泛采用的修饰方法包括粗糙化处理构建微/纳米级陷阱和沉积以银、氮化钛、阿洛丁为代表的低二次电子发射系数镀层,然而由于表面氧化、吸附水分子和羟基自由基等原因,内二次电子的平均散射自由程延长,逸出能力增强,导致上述金属和半导体镀层抑制二次电子发射的效果欠佳。本文针对上述问题提出以低表面能的氟碳薄膜为镀层材料,结合绝缘材料二次电子发射特性的微观影响因素,提出氟碳薄膜的二次电子发射特性宏观调控方法。

摘要： 针对样品表面吸附和污染导致扫描电子显微镜能谱仪成像质量和检测精度下降的问题,提出了一种扫描电镜能谱分析方法——吸附表面二次电子发射数值计算模型。首先,采用Polanyi位势理论在Cu表面构造了N_(2)多层吸附模型;其次,考虑吸附对功函数及电子散射过程的影响,采用Monte Carlo方法追踪电子在材料和吸附层内的散射轨迹,建立了电子与N_(2)分子散射模型;最后,将N_(2)多层吸附模型与电子与N_(2)分子散射模型合并,建立了吸附表面二次电子发射的精确模拟模型,用于计算N_(2)吸附分子对能谱的影响规律。数值计算结果表明,当N_(2)分子吸附量增大至3×10^(16)cm^(-2)时,二次电子能谱的最可几能量和半峰宽分别增大了3.16、4.76倍,二次电子比例减少至原来的215。采用所提模型对探测器进行优化设计,能够提高二次电子信号收集效率、降低噪声信号、提高分辨率。相比以往模型,所提模型突破了仅适用于分子吸附量小于3×10^(15)cm^(-2)的限制,并更真实地描述吸附对电子散射的影响,为研究扫描电镜环境下复杂表面状态的能谱提供了可靠的分析方法。

摘要： 电介质和金属表面被激发出来的二次电子(Secondary electron emission,SEE)可以显著地改变该表面附近的电势分布和通量.在一些情况下,如电子束焊机、扫描电子显微镜、透射式电子显微镜、电子衍射仪、俄歇电子能谱仪、电子倍增管等应用中,二次电子的次级倍增效应得到很好的应用.然而在另一些情况下,例如射频放大器、粒子加速器和霍尔推进器、电子真空管、空间宇宙飞行器表面等应用中,二次电子会对仪器产生不利的影响.因此,抑制二次电子发射及研究减少二次电子产额(Secondary electron yield,SEY)是非常有意义的.现有的抑制二次电子发射的研究方法有外加偏置场法和表面处理法,其中通过外加电场或磁场来抑制二次电子的激发会对入射束流、束斑产生不利影响,因此表面处理法更具优势.表面处理法主要分为三类:表面陷阱构造(矩形以及三角形的凹槽、微孔结构、纤维结构、泡沫结构等)、表面镀膜(石墨烯膜、TiN膜等)、表面束流处理(激光刻蚀、磁控溅射法).这些抑制二次电子激发的方法主要为了达到两个目的,一是减少物体表面的真二次电子的发射,二是捕获发射的二次电子,使之不能逃逸.本文总结了一些抑制二次电子激发的方法,比较不同方法或不同影响因素对二次电子的影响.

摘要： 氧化镁具有较高的二次电子发射系数,适合作为制备多级放大装置的二次电子发射材料.文章采用磁控溅射法制备高质量氧化镁薄膜和钛掺杂氧化镁薄膜,并对薄膜进行形貌表征,研究其二次电子发射倍增特性,包括氧化镁薄膜电子倍增器的增益特性以及增益衰减情况.结果表明:高压源电压和电流的增大均可提高电子倍增器的电流增益倍数;掺杂Ti不仅能提高电子倍增器的增益效能,且相比纯氧化镁薄膜,钛掺杂氧化镁薄膜的增益衰减明显放缓,能够将倍增器的寿命延长2倍以上.

摘要： 针对空间微放电效应中介质材料的带电状态对二次电子发射的复杂影响,文章采用数值模拟的方法,首次从带电平衡模式的角度研究了介质材料受电子照射后的二次电子动态发射特性.数值模拟模型结合了蒙特卡罗方法和时域有限差分方法,包括考虑了弹性和非弹性碰撞的电子散射过程以及考虑了迁移、扩散和捕获等作用的电荷输运过程中.通过对带电状态平衡模式的划分,研究了介质二次电子发射及带电状态的暂态变化、微观分布、稳态特性.研究结果表明:介质表面的带电过程可以根据介质表面电流的变化程度分为二次电子平衡模式、泄漏电流平衡模式以及共同模式;二次电子平衡模式下样品呈现表面带电状态,而泄漏电流模式下呈现深层带电状态.泄漏电流平衡模式转向二次电子平衡模式过程中,稳态二次电子产额增加,表面负电位增强;总电荷量和平衡时间常数由于平衡模式的改变呈现相反的变化趋势.研究方法和结果有助于介质二次电子的机理研究和微放电效应的工程抑制技术.

摘要： 基于塑料集装袋基布及织入的导电纤维的二次电子发射特性，深入分析了这些固体材料的静电起放电机理，透彻揭示了塑料集装袋表面上的静电电位非均匀性的真正原因，及其在目前静电点火最小能量测试试验中出现的令人费解的矛盾现象，拓展了塑料集装袋等固体制品防静电性能的设计理论。

摘要： 高压太阳阵与LEO等离子体相互作用可以造成电池阵的电流泄漏,引起太阳电池阵的功率损耗。本文在分析高压太阳电池电流泄漏物理机理的基础上,通过建立高压太阳阵与等离子体相互作用的简单模型,利用PIC(panicIe-in-cell)方法编制二维模拟程序,研究了太阳电池表面玻璃盖片二次电子发射与功率损耗的关系,得到的不同二次电子发射特性下损耗功率和与工作电压的特性曲线。

摘要： FED(场致发射显示器)作为一种新型的显示器件,长期以来一直是科学界研究的热点.而由于FED器件通常要在高真空环境下工作, 因此器件内外的压强差非常大需要设置支撑结构来抵抗大气压造成极板的形变.但是支撑结构会造成二次电子发射和电荷积累的问题,导致发射阵列发射出的电子运动轨迹偏移.而如果在阳极荧光屏上这样的偏移达到了4微米人眼就将察觉.本文将利用有限元分析方法建立带有支撑体的FED电场分布模型,并采用龙格库塔法计算测量电子运动轨迹的偏移,量化支撑结构对显示质量的影响,并提出一些支撑体结构和电特性上设计的建议.

摘要： 本文论述了造成微波输出窗损坏的各种因素，指出了二次电子的倍增效应是输出窗损坏的主要原因。在抑制二次电子发射的措施中，详细介绍了氮化钛薄膜的性能、以及磁控溅射敷膜工艺的特点。

摘要： 针对氧化铝陶瓷的表面绝缘性能(真空中)开展组合氧化物体掺杂改性实验研究.以95%(质量分数,下同)氧化铝陶瓷为基体,分别选择MnCO3、Cr2O3、MgO、TiO2等物质作为添加剂,采用传统工艺制备体掺杂陶瓷样品,进行了表面性能测量和结构分析.实验结果表明：锰(MnCO3)铬(Cr2O3)掺杂和镁(MgO)铬(Cr2O3)掺杂使95%氧化铝陶瓷的表面绝缘性能(真空条件下)得到明显提高,通过体掺杂手段降低95瓷的表面电阻率和表面二次电子发射系数可有效地改善其表面绝缘性能.

摘要： 建立了95﹪(质量分数,下同)氧化铝陶瓷在真空中的表面耐压能力和表面二次电子发射系数(电子束诱导)的测量方法,测得95瓷表面(Φ25mm×50mm的圆柱形表面)可靠耐压强度约为1.6kV/mm;获得了陶瓷表面二次电子发射(电子束诱导)特性曲线,测得95﹪氧化铝陶瓷的表面二次电子发射系数约为6.5.探讨了制约陶瓷材料表面耐压能力的主要因素,提出性改善95﹪氧化铝陶瓷表面绝缘性能的方向和途径。

摘要： 为了抑制二次电子发射,提高多极降压收集极的效率,本文在电极结构和电极材料两个方面进行了研究和改进,并通过软件模拟对改进措施的可行性进行了验证。

摘要： 利用拉普拉斯方程求出共面型介质阻挡放电单元电势分布的解析解,结合汤生放电理论,研究了共面型放电单元的结构参数对其击穿特性的影响.结果表明,介质表面的二次电子发射系数、沿面电极间隙、电极长度、介质层等因素对共面型介质阻挡放电的击穿电压和击穿路径的位置都有一定影响.合理选择共面型介质阻挡放电的结构参数,可以获得较低的击穿电压和所需的放电模式。

摘要： 绝缘材料的沿面闪络往往导致系统绝缘失败，导致严重事故的发生。本文采用光电同步测量的方法，针对真空条件下PTFE和氧化铝陶瓷在冲击电压下的沿面闪络现象进行了观测和研究。探讨了闪络现象表现出的一般特性，并发现在绝缘材料表面溅射金属薄膜电极对其闪络特性有明显的影响，采用固体物理的能带理论可以对这些现象进行合理解释。

摘要： 本发明涉及一种二次电子探测器(1)，尤其是扫描电子显微镜中的二次电子探测器。本发明的主题是提供一种二次电子探测器，其由位于探测器室(3)内的传感器(2)组成，一真空泵(10)与探测器室连接以使得该探测器室(3)内产生真空，该探测器室(3)接近所述传感器(2)的有效表面的壁被光阑封闭，形成对于气体的传输具有高阻抗、对于电子的传输具有低阻抗的特征。导电性隔栅(11)以铜屏幕的形式或具有孔(13)的卡普敦隔膜(12)的形式制造，并且其两面都有导电涂层(14，15)。上述导电性隔栅(11)在探测器室(3)外部覆盖有一输入隔栅(18)，其通常具有半球形状并且连接到80到150伏的低压源(19)。

摘要： 本发明涉及用于形成可稳定地产生碱金属的光电面或二次电子放出面的碱金属发生剂等，该碱金属发生剂在根据入射光放出光电子的光电面或者根据入射电子放出二次电子的二次电子放出面形成中使用。尤其是，该碱金属发生剂至少包含以碱金属离子作为配对阳离子的至少一种钨酸构成的氧化剂和用于对前述离子还原的还原剂。此外，碱金属发生器至少备有上述碱金属发生剂和收容该碱金属发生剂的盒，在该盒上设置放出碱金属的蒸气的放出口。

摘要： 该发明涉及可以稳定生成碱金属的用于形成光电面或二次电子释放面的碱金属生成剂等。该碱金属生成剂(1)在对应于入射光释放光电子的光电面或对应于入射电子释放二次电子的二次电子释放面的形成中使用。特别是该碱金属生成剂(1)至少包括由以碱金属离子为平衡阳离子的至少一种钼酸盐构成的氧化剂和用于把所述离子还原的还原剂。由于钼酸盐比铬酸盐氧化能力弱，所以与还原剂的氧化还原反应与铬酸盐情况相比进行缓和，容易控制反应速度。

摘要： 本发明涉及一种二次电子探测器(1)，尤其是扫描电子显微镜中的二次电子探测器。本发明的主题是提供一种二次电子探测器，其由位于探测器室(3)内的传感器(2)组成，一真空泵(10)与探测器室连接以使得该探测器室(3)内产生真空，该探测器室(3)接近所述传感器(2)的有效表面的壁被光阑封闭，形成对于气体的传输具有高阻抗、对于电子的传输具有低阻抗的特征。导电性隔栅(11)以铜屏幕的形式或具有孔(13)的卡普敦隔膜(12)的形式制造，并且其两面都有导电涂层(14，15)。上述导电性隔栅(11)在探测器室(3)外部覆盖有一输入屏幕(18)，其通常具有半球形状并且连接到80到150伏的低压源(19)。

摘要： 一种二次电子探头，包括一多孔碳材料层，该多孔碳材料层由多个碳材料颗粒组成，该多个碳材料颗粒之间存在纳米级或微米级的间隙，该多孔碳材料层为一电子黑体。本发明还提供采用上述二次电子探头的二次电子探测器和扫描电子显微镜探测器。

摘要： 一种耐电子束轰击的二次电子发射复合薄膜及其制备方法，属于功能薄膜材料制备技术领域。以高纯金属银为基底材料，一定原子比的镁铝合金作为溅射源物质，以一定流量的高纯氩氧混合气体作为工作和反应气体，在一定温度条件下，采用直流反应磁控溅射覆膜技术，通过调整溅射功率、沉积时间、气体流量比等参数，制备得到的MgO/Al2O3复合薄膜具有较高的二次电子发射系数和较好的耐电子束轰击性能。采用所述方法制备MgO/Al2O3复合薄膜功能材料具有膜厚可控、成分均匀、二次电子发射系数高和耐电子束轰击性能优异等优点。

摘要： 本发明涉及可以稳定地产生碱金属的用来形成光电面或二次电子发射面的碱金属发生剂等。该碱金属发生剂(1)用于形成对应于入射光而发射光电子的光电面，或者对应于入射电子发射二次电子的二次电子发射面。特别是，该碱金属发生剂(1)至少含有由以碱金属离子为配电离子的至少一种钒酸盐组成的氧化剂，和用来还原所述离子的还原剂。钒酸盐的氧化能力比铬酸盐的氧化能力弱，因此与还原剂的氧化还原反应比铬酸盐的情况进行得缓慢，容易控制反应速度。

摘要： 本发明公开了一种高发射系数耐轰击二次电子发射薄膜结构与制备方法。本发明采用发射层导电金属含量逐渐减少的新叠层结构能够保证了薄膜良好的导电性，避免了因MgO不导电，引起的荷电现象，导致的二次电子发射停滞，并提高发射系数，同时合理的增厚发射层厚度20％以上，使其具有更好的耐铯离子与电子的轰击能力。本发明发射层采用等离子体辅助下的磁控溅射技术新方法镀制，通过离子源产生的等离子体，增强成膜离子的能量，剥蚀成膜大颗粒，提高膜层的致密度，从而提高耐铯离子与电子的轰击作用。本发明可将电子倍增器的增益指标提升至200万倍以上，将衰减速率指标降低至0.2V/天以下，可将电子倍增器使用寿命指标提升至12年以上。

摘要： 一种耐电子束轰击的二次电子发射复合薄膜及其制备方法，属于功能薄膜材料制备技术领域。以高纯金属银为基底材料，一定原子比的镁铝合金作为溅射源物质，以一定流量的高纯氩氧混合气体作为工作和反应气体，在一定温度条件下，采用直流反应磁控溅射覆膜技术，通过调整溅射功率、沉积时间、气体流量比等参数，制备得到的MgO/Al2O3复合薄膜具有较高的二次电子发射系数和较好的耐电子束轰击性能。采用所述方法制备MgO/Al2O3复合薄膜功能材料具有膜厚可控、成分均匀、二次电子发射系数高和耐电子束轰击性能优异等优点。

摘要： 本实用新型的适用于二次电子发射系数智能测试的一次电子发射装置，包括电子枪、电源和电源控制模块；电子枪由分别套装在绝缘筒内且轴线重合的热阴极、调制极、加速极、一次聚焦腔和二次聚焦腔依次固定连接构成；电源包括灯丝电源、调制电源、加速电源、一次聚焦电源和二次聚焦电源，并分别与热阴极、调制极、加速极、一次聚焦腔和二次聚焦腔连接；电源控制模块包括D/A转换模块与PLC；PLC通过D/A转换模块与电源连接，以实现对电源电压的控制。本实用新型可实现随时控制电子发射的通断，保证发射的电子束径在极小的范围内，出射的电子能量可调节范围大，是固体材料二次电子发射系数智能测试装置的必要组成部分。