基于表面构型的二次电子发射及微放电特性研究

来源：机械工程学报杂志2018年第9期北京时间：

作者：封国宝, 崔万照, 胡天存, 陈邦道, 王宁

单位：1. 中国空间技术研究院西安分院国家级空间微波技术重点实验室 西安 710000;2. 西安交通大学电子与信息工程学院 西安 710049;3. 西安交通大学机械工程学院 西安 710049

摘要：针对航天有效载荷微波部件频发的微放电现象，采用微陷阱表面构型来抑制微波材料表面的二次电子发射，从而达到微放电抑制效果。通过硅基材料的表面刻蚀和金属Ag的表面溅射获得规整的金属表面微陷阱结构，将表面处理过的金属样品在二次电子发射平台的电子枪20~4 000 eV照射下，采用电流法获得金属微陷阱表面的二次电子产额曲线及抑制特性。此外，通过将表面出射的二次电子分为弹性背散射电子、非弹性背散射电子和本征二次电子，并跟踪电子在陷阱结构内的级联再入射过程，建立表面圆柱孔和矩形槽微陷阱表面的二次电子发射数值模型，模拟结果与测试结果能很好吻合。采用数值模拟的方法构造不同深宽比的微陷阱结构表面，最大二次电子产额、第一交叉能量以及微放电品质因子的变化规律。研究结果表明：陷阱结构的侧壁遮挡效果能有效抑制二次电子从表面发射，并且深宽比越大的表面陷阱结构抑制效果更强，而在相同深宽比情况下，圆柱孔陷阱结构比矩形槽陷阱结构对二次电子的抑制效果更好，此外，陷阱结构的深宽比不仅能使得最大二次电子产额减小、第一交叉能量增大，还会近线性地增大材料的微放电品质因子F。

关键词：二次电子发射,数值分析,微放电,微陷阱结构；

基金资助：国家自然科学基金（U1537211，11675278，51675421）和中国博士后科学基金（2016M602944XB）资助项目。