[发明专利]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

权利要求书

1.一种高发射系数耐轰击二次电子发射薄膜结构，包括依次叠加的基底、粘附层、导电层和发射层，其特征在于，所述发射层包括发射混合层和纯发射层；其中，发射混合层为MgO与导电金属的混合层，且导电金属物质的量含量由高到低逐渐降低，直至完全变为纯MgO；纯发射层为MgO。

2.如权利要求1所述的高发射系数耐轰击二次电子发射薄膜结构，其特征在于，发射混合层中，导电金属物质的量的初始含量为40％-50％。

3.如权利要求1或2所述的高发射系数耐轰击二次电子发射薄膜结构，其特征在于，发射混合层中导电金属物质的量含量y随发射混合层厚度x变化的关系为：y＝-ax+P_o，y＝P₀和y＝-bx+2.5P₀所围的区域；其中，a与b参数值与导电金属物质的初始含量P₀和发射层厚度H₀相关。

4.如权利要求3所述的高发射系数耐轰击二次电子发射薄膜结构，其特征在于，a＝P₀/H₀，b＝P₀/0.4H₀。

5.如权利要求1所述的高发射系数耐轰击二次电子发射薄膜结构，其特征在于，所述发射混合层的厚度为35-75nm；纯发射层的厚度为5-30nm。

6.如权利要求1所述的高发射系数耐轰击二次电子发射薄膜结构，其特征在于，所述基底选用不锈钢、铝合金或镍。

7.如权利要求1所述的高发射系数耐轰击二次电子发射薄膜结构，其特征在于，所述粘附层选用Ti或Ni，粘附层厚度为50-100nm。

8.如权利要求1所述的高发射系数耐轰击二次电子发射薄膜结构，其特征在于，所述导电层选用Au、Ag或Pt，导电层厚度为100-300nm。

9.如权利要求1～8任意一项所述的二次电子发射薄膜结构的制备方法，其特征在于，包括：

S1，清洗基片；

S2，将基片安置在基片架上，放置在磁控溅射镀膜腔室内，所述镀膜腔室的本底真空度优于5×10^-5Pa，设置镀膜温度为150-500℃，镀膜气压为0.5-2mTorr；

S4，采用直流或射频溅射的方法在基片上镀制粘附层，其中，镀膜功率为100-300W；

S5，采用直流或射频溅射的方法在粘附层上镀制导电层，其中，镀膜功率为100-250W；

S6，采用等离子体辅助的双靶共溅射方法在导电层上镀制发射层，即采用MgO靶与导电材料靶共溅射镀制；其中，MgO的镀膜功率为150-300W；导电材料的初始镀膜功率为30-80W；在镀膜过程中，氧化镁镀膜功率固定，导电材料镀膜功率逐渐减低，发射混合层镀膜完成时导电材料镀膜功率降低为零；导电材料镀膜功率降低速率依据发射混合层导电金属物质的量含量与发射层厚度关系确定；镀制发射层的过程中，开启等离子体源，功率为50-100W，所述等离子体源产生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。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述S1中，采用超声清洗基片，溶剂选用丙酮与乙醇，清洗过程两种溶剂交替使用，交替次数3-5次，每种溶剂超声3-5min。