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微米量级表面结构形貌特性对二次电子发射抑制的优化

胡晶 曹猛 李永东 林舒 夏宁

微米量级表面结构形貌特性对二次电子发射抑制的优化

胡晶, 曹猛, 李永东, 林舒, 夏宁
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  • 抑制二次电子倍增效应是提高空间大功率微波器件和粒子加速器等设备性能的重要课题,而使用表面处理降低材料的二次电子发射系数是抑制二次电子倍增的有效手段.为优化寻找抑制效果最好的表面形貌,本文采用蒙特卡罗方法模拟了各种微米量级不同表面形貌的二次电子发射特性,研究占空比、深宽比、结构形状及排列方式等的影响.模拟结果表明,正方形、圆形、三角形凸起和凹陷结构的二次电子发射系数随占空比和深宽比的增大而减小,但存在饱和值;凸起结构的排列方式对二次电子发射系数的影响不大,但是凸起结构形状却对二次电子发射系数的影响较大,其中三角形的抑制效果最佳.对凹陷结构而言,不同形状的抑制效果差别不大;同时,占空比和深宽比相同时,凸起结构较凹陷结构抑制效果更佳.究其原因,核心在于垂直侧壁的遮挡效应,凹陷结构遮挡效应的大小与陷阱垂直高度有关,而凸起结构遮挡效应的大小和凸起部分的斜方向投影大小有关.
      通信作者: 曹猛, mengcao@mail.xjtu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:U1537210,11375139)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-03-17
  • 修回日期:  2018-05-13
  • 刊出日期:  2018-09-05

微米量级表面结构形貌特性对二次电子发射抑制的优化

  • 1. 西安交通大学电子与信息工程学院, 电子物理与器件教育部重点实验室, 西安 710049
  • 通信作者: 曹猛, mengcao@mail.xjtu.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:U1537210,11375139)资助的课题.

摘要: 抑制二次电子倍增效应是提高空间大功率微波器件和粒子加速器等设备性能的重要课题,而使用表面处理降低材料的二次电子发射系数是抑制二次电子倍增的有效手段.为优化寻找抑制效果最好的表面形貌,本文采用蒙特卡罗方法模拟了各种微米量级不同表面形貌的二次电子发射特性,研究占空比、深宽比、结构形状及排列方式等的影响.模拟结果表明,正方形、圆形、三角形凸起和凹陷结构的二次电子发射系数随占空比和深宽比的增大而减小,但存在饱和值;凸起结构的排列方式对二次电子发射系数的影响不大,但是凸起结构形状却对二次电子发射系数的影响较大,其中三角形的抑制效果最佳.对凹陷结构而言,不同形状的抑制效果差别不大;同时,占空比和深宽比相同时,凸起结构较凹陷结构抑制效果更佳.究其原因,核心在于垂直侧壁的遮挡效应,凹陷结构遮挡效应的大小与陷阱垂直高度有关,而凸起结构遮挡效应的大小和凸起部分的斜方向投影大小有关.

English Abstract

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