張秀生，曹猛，翁明，王芳

西安交通大學(xué) 物理電子與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710049

電介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射動態(tài)特性研究

張秀生，曹猛*，翁明，王芳

西安交通大學(xué) 物理電子與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710049

介質(zhì)材料的動態(tài)特性是二次電子發(fā)射特性研究中的重要組成部分。通過數(shù)值模擬方法建立有效二次電子收集效率模型，可研究多種測量參數(shù)對介質(zhì)動態(tài)特性的共同作用。模擬結(jié)果表明，空間電場和收集極結(jié)構(gòu)對有效二次電子收集極效率的影響有一定相關(guān)性，收集極電位增大能提高有效二次電子收集效率，而動態(tài)過程中的半高寬時(shí)間則線性增加。另外收集極結(jié)構(gòu)變化能夠影響空間電場的作用效果。二者通過直接影響收集效率，間接改變表面電荷積累來引起動態(tài)特性的變化。入射束流則可直接影響表面電荷積累速度，使得半高寬時(shí)間線性增加或減小。研究結(jié)果對于揭示介質(zhì)材料帶電產(chǎn)生的動態(tài)過程以及指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確測量二次電子發(fā)射系數(shù)具有科學(xué)意義。

二次電子；數(shù)值模擬；介質(zhì)材料；動態(tài)特性；電荷積累

電子輻照材料引起的二次電子發(fā)射現(xiàn)象是影響各類空間電子的重要因素。例如：材料的二次電子發(fā)射是造成空間航天器大功率微波部件微放電的核心因素[1-3]；空間電子輻照情況下電介質(zhì)材料的靜電帶電現(xiàn)象[4-7]也與材料的二次電子發(fā)射密切相關(guān)。一般來說，由于受到電荷積累的影響，電介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射特性比金屬更加復(fù)雜。電子輻照與二次電子發(fā)射的綜合結(jié)果是使得電介質(zhì)表面形成局部等離子。局部等離子體區(qū)域復(fù)雜的表面帶電會在附件區(qū)域產(chǎn)生復(fù)雜的自洽電場，自洽電場又會影響二次電子的發(fā)射特性，從而使得介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射呈現(xiàn)復(fù)雜的動態(tài)特性。近年來，隨著電介質(zhì)材料在各類器件中的廣泛應(yīng)用，介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射動態(tài)特性得到日益廣泛的關(guān)注。

介質(zhì)材料二次電子發(fā)射系數(shù)(通常標(biāo)記為δ)的測量是研究其二次電子特性的重要部分。由于受到帶電的影響，介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射特性比金屬要困難很多。人們使用了各種方法來避免帶電的影響：捷克Frank等[8]在電鏡掃描絕緣材料成像時(shí)，使用臨界能量的原入射電子來避免介質(zhì)樣品表面帶電。荷蘭Hopman等[9]采用交替脈沖電子束來補(bǔ)償表面電荷，進(jìn)而測量出介質(zhì)材料二次電子產(chǎn)額。法國ParisXI大學(xué)的Boubaya等[10]通過控制入射電子的電流密度來避免表面帶電，并測量出PMMA的二次電子發(fā)射系數(shù)，認(rèn)為樣品內(nèi)部形成的電場會阻礙二次電子的出射。法國MixtedeRecherche大學(xué)的Belhaj在用低能脈沖電子束輻照介質(zhì)材料時(shí)，通過KP探針檢測表面電位，并使用脈沖中和樣品表面電荷，進(jìn)而得到穩(wěn)定的樣品表面電位[11]，通過該方法發(fā)現(xiàn)介質(zhì)材料二次電子產(chǎn)額動態(tài)變化是由于出射二次電子返回并與正電荷復(fù)合造成的[12-14]。雖然有上述消除電荷積累的方法，但是實(shí)際器件中介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射總是與電荷積累相伴，因而在帶電狀態(tài)下的二次電子發(fā)射特性對于研究其對各類器件的影響更具有意義。然而，這方面的研究仍鮮見報(bào)道。

如前所述，帶電狀態(tài)下介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射將呈現(xiàn)動態(tài)特性。這一動態(tài)特性不僅和材料本身的性質(zhì)相關(guān)，而且和材料周圍的電磁環(huán)境密切相關(guān)。因此研究介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射特性需要綜合考慮材料本身的電荷積累和其周圍電磁環(huán)境的變化[15-16]。本文使用數(shù)值模擬的方法研究了帶電狀態(tài)下介質(zhì)材料二次電子發(fā)射的動態(tài)性質(zhì)。綜合入射電子和二次電子引起的材料電荷積累，采用電容器模型[17]分析材料二次電子發(fā)射過程中表面電位的動態(tài)變化過程[18-19]。接著利用二維有限差分計(jì)算空間電場，并模擬出射電子在電場作用下的運(yùn)動軌跡，獲得了一定收集條件下二次電子電流的動態(tài)特性。此外，還分析了收集極幾何形狀、電位分布以及入射電子等條件對二次電子動態(tài)特性的影響規(guī)律。

1 模型與方法

1.1 模型概述

本文以收集極法測量二次電子特性為例來研究二次電子發(fā)射的動態(tài)特性。圖1為測量二次電子產(chǎn)額的典型結(jié)構(gòu)示意，入射電子PE激發(fā)的二次電子SE被具有一定正偏壓的收集極收集，收集電流即為所測二次電子電流。在樣品表面不帶電的情況下，收集極加正偏壓時(shí)，可以對所有發(fā)射的二次電子進(jìn)行有效收集。而樣品表面積累正電荷時(shí)，自洽場會影響二次電子的運(yùn)動并導(dǎo)致部分二次電子返回表面，無法形成有效的二次電子發(fā)射。因此，二次電子發(fā)射的動態(tài)變化是表面不斷積累的電荷和收集極共同作用的結(jié)果。本文針對一定收集極結(jié)構(gòu)，模擬材料表面帶電以及收集極偏壓對出射的二次電子的具體作用。從收集極幾何結(jié)構(gòu)和二次電子發(fā)射模型出發(fā)，先探究正偏壓與表面電位形成的空間電場對二次電子運(yùn)動軌跡以及收集效率R的具體影響，然后進(jìn)一步來模擬介質(zhì)材料二次電子發(fā)射動態(tài)特性。

1.2 空間電場計(jì)算方法

本文采用有限差分法計(jì)算樣品上方空間電場。圖1所示為圓柱形收集極幾何結(jié)構(gòu)的縱向剖面。樣品至于接地的金屬托上，上方為圓筒狀收集極，收集極整體可施加電壓VC。收集極頂部正中心開有一小孔供入射電子進(jìn)入，由于孔的直徑遠(yuǎn)小于收集極半徑，其對電場的影響可以忽略。采用二維有限差分法構(gòu)建基于收集極結(jié)構(gòu)的空間電場時(shí)，首先將電場區(qū)間網(wǎng)格離散化。根據(jù)結(jié)構(gòu)的對稱性，本文采用圓柱坐標(biāo)系，且只需考慮一個(gè)子午面。如圖2所示取樣品中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，收集極直徑為r方向，高度為z方向。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)樣品厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于收集極高度，所以在計(jì)算整體空間電場時(shí)其厚度忽略不計(jì)。在樣品積累電荷之前，樣品表面和右側(cè)接地金屬托的電位均為0V，電荷積累后，樣品表面電位分布采用高斯分布。確定完邊界條件后，任意網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)(i，j)處的電位可由周圍4個(gè)點(diǎn)的電位求出，另外通過超松弛迭代等方法可加快空間電位的計(jì)算速度。最后節(jié)點(diǎn)(i，j)處電場可分別由r、z方向上相鄰兩點(diǎn)電位求出。

1.3 二次電子軌跡及收集效率R的計(jì)算方法

計(jì)算電子運(yùn)動軌跡時(shí)首先確定電子初始出射參數(shù)，包括出射電子的能量和角度。當(dāng)入射電子束進(jìn)入收集極并轟擊樣品時(shí)，其二次電子發(fā)射模型如下：對于各項(xiàng)同性的介質(zhì)材料而言，出射電子角度(與表面法線的夾角)服從余弦分布[20]；初始能量E隨機(jī)分布在0～50 eV范圍內(nèi)，對于電介質(zhì)材料的二次電子能量分布函數(shù)理論表達(dá)式為[21]：

式中：E為二次電子能量；eVm為最可幾能量。

入射電子垂直轟擊在樣品正中心，因而二次電子初始出射位置也在樣品中心。根據(jù)空間電場可求出電子在任意位置的加速度，然后根據(jù)上述初始條件，選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間步長，可計(jì)算出電子在空間中的運(yùn)動軌跡。通過電子運(yùn)動軌跡，可判斷該電子最終是返回材料表面，還是出射被收集極收集成為有效二次電子。若該二次電子被收集，那么收集概率即為出現(xiàn)該電子的能量概率和角度概率之積，兩概率分別由能譜和余弦定理求出。為計(jì)算總收集效率，在模擬中需要考慮到所有能量和角度的二次電子，它們的收集效率之和就是總收集效率R，即為有效二次電子收集效率。

1.4 動態(tài)特性的計(jì)算

在模擬電介質(zhì)材料的動態(tài)特性時(shí)，隨著電子的輻照，樣品表面會逐漸積累電荷(當(dāng)原入射電子能量EPE處于第一交叉點(diǎn)和第二交叉點(diǎn)之間，樣品表面帶正電)。材料表面電荷積累主要分為兩部分：一部分是原電子入射產(chǎn)生二次電子時(shí)，在表面留下的正電荷；第二部分是出射二次電子在空間電場作用下返回材料表面的負(fù)電荷。模擬開始前，需要確定初始二次電子發(fā)射系數(shù)δ，該系數(shù)為中性條件下材料的二次電子發(fā)射系數(shù)，這里近似認(rèn)為在原入射電子能量EPE不變時(shí)，該值不發(fā)生變化。在進(jìn)行動態(tài)模擬時(shí)，需要選擇合適時(shí)間步長，時(shí)間步長過大會導(dǎo)致表面正電荷積累過快。確定完表面電荷積累情況，可通過電容器模型，求出材料表面電位的變化情況，然后通過改變收集極結(jié)構(gòu)以及收集偏壓，得到在合適時(shí)間步長下的二次電子發(fā)射特性的動態(tài)模擬結(jié)果。

本文模擬的材料為特性已知的理想絕緣體聚酰亞胺，為研究多參數(shù)對介質(zhì)帶電的影響，先是對多參數(shù)作用下的收集效率進(jìn)行模擬，進(jìn)而研究多參數(shù)對介質(zhì)材料的動態(tài)特性的共同作用，這種方法能夠從理論上預(yù)測介質(zhì)動態(tài)帶電過程，對于實(shí)驗(yàn)測量有重要指導(dǎo)作用。表1列出了模擬中使用的相關(guān)參數(shù)值，如下文無特殊說明，則默認(rèn)：相對介電常數(shù)采用屈立輝等[22]的測量結(jié)果3.4。收集極結(jié)構(gòu)的直徑DC和高度HC均為0.1 m；收集極和表面電位分別為30 V，10 V；入射電子能量、入射束流密度和樣品厚度分別為250 eV，1 μA·cm-2，30 μm。

表1 模擬計(jì)算參數(shù)設(shè)置

2 數(shù)值模擬結(jié)果與分析

圖3為空間等位線分布情況,此模擬過程中設(shè)置收集極直徑和高度均為0.1 m，樣品直徑0.02 m，材料表面電位采用高斯分布，中心峰值最大電位為10 V，邊緣電位趨近于金屬托電位0 V。樣品上方收集極施加30 V電位。從圖中可以看出電場等位線在r方向上左右對稱，在z方向上逐漸增強(qiáng)。

在該電場作用下，以不同角度和能量出射的二次電子軌跡如圖4所示，其中收集極結(jié)構(gòu)、電位以及表面電位等均如表1所示。圖4中當(dāng)電子以不同情況出射時(shí)，其軌跡所受空間電場的影響也不盡相同，圖4(a)(b)分別為出射電子能量為5eV和12eV，出射角度分別為0°、30°、60°的情況，出射二次電子的起始位置均為中心位置。圖4(a)中，二次電子全部返回材料表面，而圖4(b)所有電子均被收集極收集。一般而言，出射電子能量越大初始速度越快，越容易被收集極收集。出射角度越大，越容易返回樣品表面。

2.1 有效二次電子收集效率

通過對二次電子運(yùn)動軌跡的分析可知，收集極和出射電子初始狀態(tài)對收集效率有很大影響，因此在研究介質(zhì)材料二次電子發(fā)射測試技術(shù)時(shí)，需要考慮到不同收集極結(jié)構(gòu)以及電位對二次電子產(chǎn)額的影響。這里從二次電子收集效率R的角度出發(fā)，研究不同收集條件對R的影響。

(1)空間電場對收集效率的影響

圖5給出了收集極電位對收集效率的影響，其中3條曲線表面電位分別為5 V，10 V，15 V。當(dāng)固定某一收集極電位時(shí)，隨著表面電位的增加，二次電子收集概率越低；當(dāng)表面電位保持不變時(shí)，隨著收集極電位的增加，二次電子收集效率隨之增大，最終穩(wěn)定為1。因?yàn)楫?dāng)電子出射進(jìn)入空間電場時(shí)，表面電位和收集極電位分別起到阻礙和加速的作用。在實(shí)驗(yàn)測量電介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射特性時(shí)，為得到比較理想的收集效率，需要使二次電子全部出射，這要求不同表面電位時(shí)，收集極應(yīng)該施加相應(yīng)的不同的電位。

收集極和表面電位對收集極的共同作用如圖6所示，圖中3條曲線為收集效率R分別為1.0、0.8、0.6時(shí)，收集極電位和表面電位對應(yīng)情況。從圖6可以看出，收集效率R=1時(shí)，收集極電位和表面電位的關(guān)系近似為斜率為9的直線，當(dāng)R逐漸減少時(shí)，二者關(guān)系類似，但斜率逐漸降低。由此可知，當(dāng)介質(zhì)材料表面隨著電荷積累出現(xiàn)表面電位時(shí)，出射二次電子會返回越來越多，如果沒有外界條件的干擾，二次電子發(fā)射系數(shù)會逐漸趨于平衡。

由以上關(guān)系可知，當(dāng)收集極電位和表面電位對應(yīng)的坐標(biāo)在曲線R=1及其上方時(shí)，此時(shí)收集極電位可以把所有出射二次電子收集，即可測得較為準(zhǔn)確的二次電子靜態(tài)發(fā)射特性。對本文所涉及的結(jié)構(gòu)，具體要求為，收集極電位需為表面電位的9倍及其以上。

(2)收集極結(jié)構(gòu)對收集效率的影響

收集極結(jié)構(gòu)一般為圓柱形，通過改變其直徑DC和高度HC，可以研究收集極尺寸和結(jié)構(gòu)分別對二次電子收集效率的影響。收集極尺寸對收集效率的影響如圖7所示，這里收集極尺寸是在收集極直徑和高度相同的基礎(chǔ)上研究的。從圖7中明顯看出，收集效率隨著收集極的增大而減小，并且最終趨于穩(wěn)定。通過對二次電子運(yùn)動軌跡的模擬可以看出，當(dāng)收集極變大時(shí)，一方面增加出射電子的運(yùn)動空間使其更容易返回樣品表面，另一方面會削弱收集極電位對二次電子的作用，使得表面電位更容易將電子拉回。

圖8給出了收集極高度對收集效率的影響，當(dāng)收集極直徑固定為0.1 m不變時(shí)，收集效率隨著高度的增加而減小。當(dāng)高度小于0.05 m時(shí)，收集效率有明顯降低，到達(dá)0.05 m之后收集效率逐漸趨于穩(wěn)定。此時(shí)增加收集極電位，收集效率也明顯提高。

為探究收集極高度對收集效率的影響機(jī)理，本文研究了不同收集極高度時(shí)，以不同能量和角度出射電子的最終收集情況，如圖9所示，固定收集極和表面電位均為10 V，圖中兩條曲線分別為收集極高度0.1 m和0.02 m時(shí)，不同能量和角度電子收集情況，其中每條曲線上方代表電子能夠被收集極收集，下方代表電子返回樣品表面。可以看出，當(dāng)收集極高度變低后，能夠被收集的電子在能量方向上統(tǒng)一減小，即有更多能量更低的電子由原來的返回變?yōu)楸皇占?。在角度方面，以較大角度出射電子的變化更為明顯，這也說明收集極高度變化會使得不同能量和角度出射電子的收集情況發(fā)生變化。

綜上所述，空間電場和收集極結(jié)構(gòu)對于收集極效率的影響有一定的相關(guān)性，空間電場建立在收集極結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，收集極結(jié)構(gòu)改變會削弱或增強(qiáng)空間電場的作用。當(dāng)固定某一收集極結(jié)構(gòu)，收集極電位和表面電位對于收集效率的影響也會有確定的關(guān)系，同時(shí)在一定范圍內(nèi)收集極越小，收集效率越大。所以設(shè)計(jì)收集極時(shí)，應(yīng)該避免收集極過大，以免降低收集效率。測量二次電子產(chǎn)額時(shí)，需要注意在該收集極結(jié)構(gòu)下收集極電位怎樣去確定，以保證二次電子發(fā)射系數(shù)的測量準(zhǔn)確性。

2.2 介質(zhì)材料動態(tài)特性模擬結(jié)果

介質(zhì)材料的動態(tài)特性影響因素主要分兩類：一類是材料參數(shù)，主要包括材料的種類、厚度等；另一類是測量參數(shù)，主要包括收集極結(jié)構(gòu)、空間電場及入射電子束狀態(tài)等。

(1)收集極電位對動態(tài)特性的影響

圖10給出了不同收集極電位下，聚酰亞胺材料δ隨時(shí)間變化的動態(tài)圖。收集極結(jié)構(gòu)、入射電子能量、入射束流密度等參數(shù)均為表1所列。圖10中3條曲線分別是收集極電位為0V、40V、80V時(shí)的動態(tài)特性。由圖可知，受到表面正帶電積累的影響，δ隨時(shí)間減小。收集極電位越大，動態(tài)特性前期下降速度會越慢，說明收集極電位能有效克服材料表面正帶電對二次電子的影響，但是實(shí)際上施加收集極電位并不能減小表面正電荷，只是提高了使電子返回所需要的表面電荷積累的閾值。因此收集極電位較大時(shí)，當(dāng)電荷積累超過閾值使二次電子發(fā)射系數(shù)開始下降后，曲線衰減會更快。電荷積累引起返回最終使二次電子發(fā)射系數(shù)趨于1，電荷積累達(dá)到動態(tài)平衡。

為進(jìn)一步確定收集極電位對動態(tài)過程的影響規(guī)律，圖11給出了收集極電位對動態(tài)曲線半高寬時(shí)間的影響，半高寬時(shí)間是指在一個(gè)脈沖間隔內(nèi)，δ值從最大值下降到最大值與穩(wěn)定值差值的一半時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間。從圖中可以看出隨著收集極電位增加，半高寬時(shí)間逐漸增大，呈現(xiàn)為線性關(guān)系。

(2)收集極尺寸對動態(tài)特性的影響

圖12為收集極尺寸對動態(tài)特性的影響，圖中3條曲線所對應(yīng)的收集極分別為0.02m、0.05m、0.1m。從圖中可以看出，δ隨著收集極的增大而減小，并且尺寸為0.05m和0.1m的兩條曲線較為接近，相較于這兩條曲線，尺寸為0.02m時(shí)材料動態(tài)特性明顯下降更為緩慢。從前文收集極尺寸對收集效率的影響可知，當(dāng)收集極尺寸增大到0.05m后，其收集效率變化逐漸變緩，因此這兩條曲線δ值比較接近。從圖13中可以看出半高寬時(shí)間在收集極尺寸為0.05m之前迅速下降，0.05m之后下降速度變緩。

(3)入射電子束流對動態(tài)特性的影響

入射電子束流對二次電子產(chǎn)額有較大影響，入射能量、角度或密度都會影響介質(zhì)材料動態(tài)特性。在模擬動態(tài)特性時(shí)，初始二次電子發(fā)射系數(shù)由入射能量根據(jù)二次電子發(fā)射曲線表達(dá)式求出，Z.Insepov等通過實(shí)驗(yàn)測量了聚酰亞胺的二次電子發(fā)射曲線并發(fā)現(xiàn)了下面的表達(dá)式[23]：

式中：δm為δ的最大值；Em為δm對應(yīng)的一次電子能量。

圖14(a)為不同電子能量對動態(tài)特性的影響，當(dāng)電子以圖中3條曲線的能量入射時(shí)，介質(zhì)材料表面均積累正電荷。因?yàn)槿肷淠芰坎煌?，所以初始二次電子發(fā)射系數(shù)也發(fā)生變化，進(jìn)而材料表面的電荷積累速度隨之而變，從圖中可以看出初始發(fā)射系數(shù)越大，曲線衰減速度越快，隨后速度趨于一致，δ值也達(dá)到平衡狀態(tài)。圖14(b)為不同電子能量對半高寬時(shí)間的影響，圖中擬合曲線分為兩部分，并且都近似為線性關(guān)系。兩者分界入射能量250eV時(shí)，半高寬時(shí)間最小，而此時(shí)初始二次電子發(fā)射系數(shù)最大，所以半高寬時(shí)間與初始δ值成反比關(guān)系。

圖15(a)為入射電子束流密度對動態(tài)特性的影響，束流密度主要影響材料表面電荷積累速度，圖中通過改變束流密度，可以看出束流密度越大，動態(tài)特性衰減速度越快，這說明材料表面電荷積累會更快達(dá)到平衡。圖15(b)為電子束流密度對半高寬時(shí)間的影響。從圖15(b)更可得出，隨著束流密度增加，半高寬時(shí)間線性減小。

(4)分析與討論

通過以上數(shù)值模擬結(jié)果可知：收集效率和樣品表面電荷積累是介質(zhì)材料動態(tài)特性變化的兩個(gè)根本原因。在有效二次電子收集效率的模擬中，收集極結(jié)構(gòu)和空間電場對于收集效率有很重要的影響，并且二者有較強(qiáng)相關(guān)性。它們通過影響出射電子的返回率來直接影響二次電子發(fā)射系數(shù)，并間接影響樣品表面正電荷積累速度。而入射電子束流則直接通過改變表面電荷積累，影響動態(tài)特性。入射電子能量會影響初始二次電子發(fā)射系數(shù)，使得樣品表面電荷積累初始就有明顯差距。和入射能量不同，入射束流密度對動態(tài)特性的作用體現(xiàn)在全過程上，會逐漸改變樣品表面積累的電荷量，進(jìn)而影響整個(gè)動態(tài)過程。

3 結(jié)束語

本文通過數(shù)值模擬方法，計(jì)算了一定收集極結(jié)構(gòu)對應(yīng)的空間電場及其對二次電子收集的影響，獲得了多種參數(shù)對有效二次電子收集效率的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，又模擬了在不同參數(shù)條件下電子輻照聚酰亞胺樣品的動態(tài)特性規(guī)律，得到具體規(guī)律如下：增大收集極尺寸或樣品表面電位，有效二次電子收集效率減小，使得半高寬時(shí)間減小，而增加收集極電位能夠提高收集效率，且半高寬時(shí)間線性增加；入射電子能量和入射束流密度等則直接通過影響樣品表面的電荷積累速度，改變動態(tài)特性。并且半高寬時(shí)間與入射束流密度以及初始δ值均成反比關(guān)系。本文的模擬方法以及得到的規(guī)律對模擬測量其他介質(zhì)材料有一定的參考價(jià)值。

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(編輯：高珍)

Dynamic characteristics of secondary electron emission of dielectric materials

ZHANG Xiusheng，CAO Meng*，WENG Ming，WANG Fang

KeyLaboratoryforPhysicalElectronicsandDevicesoftheMinistryofEducation,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China

The research on dynamic characteristics of dielectric materials is an important part in the field of secondary electron emission. By numerical simulation method,a model of the effective secondary electron collection efficiency was established and the effects of measuring parameters on the dynamic characteristics were studied. The results show that space electric field and collector structure has some correlation on the effective secondary electron collector efficiency. The increase of collector potential can improve the effective secondary electron collection efficiency and the half-width time of the dynamic process will increase linearly. In addition,the collector structure can affect the space electric field. By directly influencing the collection efficiency, space electric field and collector structure indirectly change the surface charge to cause the change of dynamic characteristics. The incident beam can directly affect the surface charge accumulation and makes the half-width time increase or decrease.The results have important scientific significance for revealing the dynamic process of charged material and predicting the experiment that accurately measuring the secondary electron emission coefficients.

secondary electron; numerical simualtion; dielectric material; dynamic characteristic; charge accumulation

10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0038

2016-08-31；

2017-02-21；錄用日期：2017-03-17；

時(shí)間：2017-03-21 15:36:55

http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1859.V.20170321.1536.004.html

國家自然科學(xué)基金(11375139)

張秀生(1990-)，男，碩士研究生，zxs1024@stu.xjtu.edu.cn, 研究方向?yàn)殡娮虞椪招?yīng)的數(shù)值分析

*通訊作者：曹猛(1976-)，男，副教授，mengcao@mail.xjtu.edu.cn，研究方向?yàn)殡娮虞椪张c物質(zhì)相互作用

張秀生，曹猛，翁明,等.電介質(zhì)材料的二次電子發(fā)射動態(tài)特性研究[J].中國空間科學(xué)技術(shù)，2017,37(2)：39-47.

ZHANGXS，CAOM，WENGM，etal.Dynamiccharacteristicsofsecondaryelectronemissionofdielectricmaterial[J].ChineseSpaceScienceandTechnology,2017,37(2)：39-47(inChinese).

V419+.2

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http://zgkj.cast.cn