加速器真空室常用材料二次电子产额的测量

通过电子枪的优化设计、测量电路的设计以及测量方法的选择,成功设计了一种加速器真空室常用材料二次电子产额的测量装置.用此系统测量了原电子能量在0～3 keV时不锈钢、无氧铜、TiN膜等材料的二次电子产额,某些相同材料的测量结果与国内外资料相近似.实验结果可为新一代加速器真空室的设计以参考,对于国内在此领域的深入研究有一定的借鉴意义.     

不同入射角度铝的较高能二次电子发射系数表达式

根据分析二次电子的入射过程及二次电子发射系数的定义,从理论上推导出铝的较高能二次电子发射系数与原电子入射能量及入射角度的关系。通过计算,得出了发射系数的具体表达式。用该表达式计算得到原电子以不同角度轰击下铝的较高能二次电子发射系数理论值。根据该表达式得到的理论数据与已有实验数据比较符合。     

无定形碳薄膜的二次电子发射特性研究

新一代粒子加速器向着高能量和高亮度方向发展,而储存环中的电子云效应极大地阻碍了粒子束的稳定性,是限制加速器进一步发展的主要制约因素。因此,对于新一代的高能粒子加速器来说,寻找低二次电子发射系数(SEY)的储存环真空室表面材料是至关重要的。研究发现,储存环真空室表面沉积无定形碳薄膜是一种很有潜力的加速器真空室表面处理方法。采用直流磁控溅射的方法,在管道表面沉积了高质量的无定形碳薄膜,并对二次电子发射特性进行了研究,发现在入射电子密度为1×10^-8C/mm^-2的条件下,薄膜的SEY为1.132,说明无定形碳薄膜可以很好地降低二次电子发射,从而抑制电子云效应。     

激光刻蚀不锈钢材料的二次电子发射特性研究

激光刻蚀是一种现代材料表面处理技术,近年来人们发现它可以有效地降低粒子加速器真空室材料表面的二次电子产额。欧洲核子研究中心已经将此方法应用到LHC对撞机亮度升级实验中。不锈钢是加速器真空室常用的结构材料,利用激光刻蚀不锈钢材料表面,通过扫描电子显微镜对样品表征,结果显示刻蚀之后材料表面存在则的沟壑结构。利用高精度二次电子特性参数测试仪测量刻蚀表面二次电子产额。发现刻蚀前后样品最大二次电子产额从2.71降低至0.89。     

大气贮存对激光刻蚀铜二次电子发射的影响北大核心CSCD

粒子加速器的工作性能受电子云效应的严重影响,二次电子产额(Secondary electron yield,SEY)是评判电子云效应的重要参数。利用激光刻蚀技术加工真空室内表面可以有效抑制真空室内二次电子发射,缓解电子云效应。无氧铜材料凭借其高电导率、高热导率和良好的辐射屏蔽性能成为建造新一代粒子加速器真空室的首选材料。由于粒子加速器真空室的建造周期长,在其制造、安装、调试过程中,刻蚀部件将不可避免地面临长期储存的问题。为研究大气贮存对刻蚀部件二次电子发射的影响,文章采用激光刻蚀技术对无氧铜材料进行表面处理,测试并分析刻蚀前后样品的表面特性与SEY。在样品贮存期间,定期对刻蚀样品进行SEY测试。结果表明,随着贮存时间的延长,刻蚀无氧铜的SEY逐渐升高。表面化学状态的变化是造成SEY上升的主要原因。文章将为未来加速器的真空室表面处理提供一种可行方法,为激光刻蚀部件的贮存方法提供实验支撑。     

基于Sigmund理论的溅射产额计算及分析

溅射产额是表征溅射效应的重要参数。Sigmund的线性级联碰撞理论在溅射产额计算中获得了广泛的应用和发展。本文对Sigmund理论进行简单介绍，并对基于Sigmund理论的各种经验公式进行分析。在此基础上，对不同条件下的溅射产额进行了计算，通过计算结果，对各种公式的使用范围进行了讨论。     

空间材料二次电子发射过程的理论研究

航天器充放电效应故障大多都会引起卫星灾难性事故,对航天器在轨安全运行产生较大的影响。空间材料的二次电子发射系数是决定卫星表面带电速率和充电平衡电位水平的重要材料特征参数,对于卫星表面带电的预测及卫星带电设计选材具有重要的意义。基于蒙特卡洛方法,从理论上分析了材料二次电子的产生、转移及逃逸过程,获得了材料二次电子发射系数的计算方法。实验结果表明该方法能较好地拟合材料二次电子发射系数随入射电子能量的变化趋势,为航天器充放电效应数值模拟和防护设计提供数据支持。     

激光刻蚀不锈钢材料的二次电子发射特性研究北大核心CSCD

激光刻蚀是一种现代材料表面处理技术,近年来人们发现它可以有效地降低粒子加速器真空室材料表面的二次电子产额。欧洲核子研究中心已经将此方法应用到LHC对撞机亮度升级实验中。不锈钢是加速器真空室常用的结构材料,利用激光刻蚀不锈钢材料表面,通过扫描电子显微镜对样品表征,结果显示刻蚀之后材料表面存在则的沟壑结构。利用高精度二次电子特性参数测试仪测量刻蚀表面二次电子产额。发现刻蚀前后样品最大二次电子产额从2.71降低至0.89。     

空间材料二次电子发射特性测试

空间材料的二次电子发射系数是表征航天器表面充电状态的重要参数 ,对于卫星表面带电的预测及卫星防带电设计选材具有重要的作用。为了测量空间材料二次电子发射特性 ,研制了专门的测试装置。介绍了该实验装置的主要结构、性能及技术指标等 ,通过应用计算机数据采集系统 ,并研制专门的数据处理软件 ,提高了装置的自动测量能力。实验说明 ,该装置用于空间材料的二次电子发射特性测试中测量方便、准确     

影响声化学产额的几个因素

声空化是声化学反应的主动力，对声化学产额的研究将能更好地利用声化学技术。从大量的实验研究报道结果来看．在既定的物理和化学条件下，声化学产额的高低主要取决于声化学反应器的类型和各类操作参量。文中对影响声化学产额的媒质参量和声学参量作了定性的讨论，这些参量包括媒质的粘滞性、可压缩性、反应器的几何形状、声压和频率等，同时从空化泡群的角度分析了这些参量之间的相互联系，结合目前声化学的研究现状，探讨了今后该领域急需解决的一些问题及发展方向。     

二次电子发射系数的光电测试方法研究

采用电子枪产生的电子进行材料二次电子发射系数的测量与研究,该方法由于实现过程较为复杂且很难获得微小流量入射原电子等限制了其应用。故采用紫外激发金属锌获得入射原电子的方法,利用高压电源和静电计,实现了材料二次电子发射系数的精确测量。在电子倍增器中分别测试单级打拿极二次电子发射系数和倍增器增益,比较后获得了材料二次电子发射系数精确测量的方法。利用该方法,研究了氧化镁材料的二次电子发射性能,得到了基于氧化镁发射材料的电子倍增器增益。     

基于扫描电子显微镜的二次电子发射系数测量

二次电子发射特性对许多领域的真空器件有着重要的影响,准确测量二次电子发射系数至关重要。本文介绍了一种基于扫描电子显微镜的二次电子发射系数的测量方法。利用扫描电子显微镜电子束流的高稳定性和电子能量的宽范围可调的特性,引入法拉第杯样品台,通过改变电子束扫描速度,放大倍数及聚焦状态等电镜参数,对平滑Ag的二次电子发射系数进行测量。结果显示,平滑Ag的二次电子发射系数不受电镜参数影响,且与参考文献测量结果相符合。本测试方法对于研究材料宽电子能量范围的二次电子发射特性具有重要的参考意义。     

抑制多级降压收集极二次电子发射的研究进展

简述了热解石墨、高纯各向同性石墨和无氧铜材料的二次电子发射特性,以及离子束表面改性对二次电子发射特性的影响。分析表明热解石墨和高纯各向同性石墨的二次电子发射系数均明显低于无氧铜的二次电子发射系数,并且通过离子束表面改性后二次电子发射系数能够得到进一步的降低。同样的,离子束表面改性后的无氧铜的二次电子发射系数也得到一定的降低,并且还有很大的发展空间。     

介质材料带电对二次电子发射影响的研究

航天器充放电效应故障大多都会引起卫星灾难性事故,对航天器在轨安全运行产生较大的影响。二次电子发射系数是决定卫星表面带电速率和充电平衡电位水平的重要材料特征参数。研究介质材料表面带电对二次电子发射影响的理论模型,分析表面正电位激发和负电位阻挡效应,并给出计算结果,为航天器充放电效应数值模拟和防护设计提供数据支持。     

Re掺杂对W丝阴极二次电子发射的影响

为了提高纯W丝阴极的二次电子发射系数(δ),在W粉中掺杂不同比例的Re粉。将混合好的W-Re粉制备在W片表面,经高温烧结后测量其二次电子发射系数。实验结果显示Re掺杂合金阴极能够提高纯钨丝阴极的δ。不同掺杂Re的W-Re合金阴极对提高二次电子发射系数的能力不同,掺杂5(质量比)%Re的W-Re合金阴极的二次电子发射系数最大,其最大二次电子发射系数(δm)值为1.8,相比于未掺杂的纯钨粉烧结阴极的δm,能够提高80%。     

氧化镁薄膜二次电子发射系数的测试方法

综述了氧化镁薄膜二次电子发射系数的主要测试方法,包括静电法、脉冲中和法、双枪法、热控法、单脉冲法以及PDP间接法等。阐述了各测试方法的原理以及在测试中各自的优点和不足。分析表明,脉冲中和法和双枪法比较适合用于测试氧化镁薄膜二次电子发射。     

抑制二次电子发射方法的研究

电介质和金属表面被激发出来的二次电子(Secondary electron emission,SEE)可以显著地改变该表面附近的电势分布和通量.在一些情况下,如电子束焊机、扫描电子显微镜、透射式电子显微镜、电子衍射仪、俄歇电子能谱仪、电子倍增管等应用中,二次电子的次级倍增效应得到很好的应用.然而在另一些情况下,例如射频放大器、粒子加速器和霍尔推进器、电子真空管、空间宇宙飞行器表面等应用中,二次电子会对仪器产生不利的影响.因此,抑制二次电子发射及研究减少二次电子产额(Secondary electron yield,SEY)是非常有意义的.现有的抑制二次电子发射的研究方法有外加偏置场法和表面处理法,其中通过外加电场或磁场来抑制二次电子的激发会对入射束流、束斑产生不利影响,因此表面处理法更具优势.表面处理法主要分为三类:表面陷阱构造(矩形以及三角形的凹槽、微孔结构、纤维结构、泡沫结构等)、表面镀膜(石墨烯膜、TiN膜等)、表面束流处理(激光刻蚀、磁控溅射法).这些抑制二次电子激发的方法主要为了达到两个目的,一是减少物体表面的真二次电子的发射,二是捕获发射的二次电子,使之不能逃逸.本文总结了一些抑制二次电子激发的方法,比较不同方法或不同影响因素对二次电子的影响.     

掺硼浓度对金刚石薄膜二次电子发射特性的影响

掺硼金刚石薄膜具有负电子亲和势和良好的电子运输性能且容易制备,作为冷阴极材料在图像显示技术和真空技术等领域都存在巨大的应用价值,引起人们的广泛关注。采用MPCVD法利用氢气、甲烷和硼烷的混合气体,制备出不同浓度的掺硼金刚石薄膜。结果表明,掺硼浓度影响金刚石薄膜的物相结构、组织形貌,进而影响其二次电子发射性能,当硼烷的流量为4mL/min时,制备的金刚石薄膜质量最好,二次电子发射系数约为90。     

离子轰击MgO薄膜二次电子发射的研究

氧化镁因其二次电子发射系数高、抗溅射能力强等优异的性能,广泛应用于平板显示器等电子器件中,其二次电子发射性能有重要的研究价值。介绍了离子轰击下氧化镁薄膜发射的二次电子的典型测量装置及相关研究结论,总结了离子轰击下氧化镁薄膜二次电子的发射特性,同时对离子轰击的材料产生的二次电子发射的研究提出了建议。脉冲中和法比较适用于离子轰击下的氧化镁薄膜的二次电子发射的测量;不同晶面的MgO薄膜的二次电子发射系数不同,（111）晶面最高;低能离子入射情况下,二次电子的能量分布与离子类型无关。     

正带电绝缘膜发射的二次电子的轨迹与返回特性

绝缘膜正带电现象在集成电路芯片低能电子束检测方面具有可以利用的前景。采用简化的表面电位分布模型 ,通过数值方法计算了二次电子从正带电绝缘膜表面发射后的运动轨迹 ,分析了初始条件和电位分布形态对轨迹特性的影响。在轨迹计算和考虑二次电子发射概率分布的基础上得到了二次电子受局部电场作用而返回表面时的最大初始动能、分布规律 ,提出了通过简单的一维势垒模型来确定二次电子返回率的方法 ,为分析电子束照射绝缘膜时正带电效应所产生的二次电子信号衬度现象奠定了基础