[发明专利]测量低能量范围金属材料二次电子发射系数的装置及方法

说明书

一种测量低能量范围金属材料二次电子发射系数的装置及方法，其中装置包括收集极、两只电流表和电子枪；收集极为两层且开口朝下的结构，结构顶部开有预留孔；样品的上表面置于收集极内部且位于预留孔的正下方，电子枪通过预留孔将入射电子打到样品上；一只电流表记为电流表A连接在样品与地之间；另一只电流表记为电流表B连接在收集极内表面与地之间，收集极的外表面接地。

技术领域

本发明涉及一种测量低能量范围金属材料二次电子发射系数的方法，属于微波部件微放电领域。

背景技术

微放电效应是影响航天器大功率微波部件性能、可靠性的重要因素，而二次电子发射系数对微放电阈值影响显著；为了建立微波部件表面的二次电子发射模型，需要准确测量二次电子发射系数；国际上的研究表明，低能量范围的二次电子发射系数对微放电阈值影响显著。

而目前国内外的大部分二次电子发射特性测量平台均只能测量高能量范围内的二次电子发射系数，缺乏低能条件下的测试能力，由于控制和测量低能量范围电子的固有复杂性，国际上对低能二次电子发射系数的研究较少，因此对于金属材料低能二次电子发射系数的准确测量具有重要意义。

已有的采用电流法测量低能二次电子发射特性的方法，严重依赖于电子枪对电子着地能量的精确控制，测试系统价格昂贵，并且需要进行两次测量才能实现。因此需要发展与现有测量系统兼容的性价比高的低能量范围金属材料二次电子发射系数的测量方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种测量低能量范围金属材料二次电子发射系数的装置及方法。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种测量低能量范围金属材料二次电子发射系数的装置，包括收集极、两只电流表和电子枪；收集极为两层且开口朝下的结构，结构顶部开有预留孔；样品的上表面置于收集极内部且位于预留孔的正下方，电子枪通过预留孔将入射电子打到样品上；一只电流表记为电流表A连接在样品与地之间；另一只电流表记为电流表B连接在收集极内表面与地之间，收集极的外表面接地。

进一步的，所述的收集极两层之间绝缘，内表面收集，外表面屏蔽。

进一步的，开口朝下的结构为倒扣的法拉第杯或者倒U型结构。

进一步的，所述的收集极采用无磁金属材料。

进一步的，所述电子枪的能量范围10-5000eV。

一种测量低能量范围金属材料二次电子发射系数的方法，步骤如下：

第一步，安装样品，并将上述装置中的收集极、电子枪以及样品放置在真空环境中，给收集极内表面加正偏压V_c；

第二步，设定电子枪的阴极电压V_g，给样品施加的偏压V_bias(i)从-V_g开始变化到-V_g+H，分别记录每次i的电流表A的值I_r(i)和电流表B的值I_c(i)；所述的H为二次电子发射系数测量的低能量范围上限；

第三步，根据两个电流表的值计算获得低能量范围0-HeV的二次电子发射系数测量结果。

进一步的，二次电子发射系数SEY(V_g+V_bias(i))＝I_c(i)/(I_r(i)+I_c(i))。

进一步的，所述第一步中的真空环境P＜10^-3Pa。

进一步的，二次电子发射系数测量的低能量范围上限H≤100eV。

进一步的，所述的V_c范围40-60V。