[实用新型]一种多功能二次电子发射系数分析测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及固体金属、半导体、绝缘体材料的二次电子发射系数分析测试领域。

背景技术

具有一定能量的电子轰击物体表面时，就会观察到有电子从物体表面发射出来，这种在电子轰击下物体表面发射出电子的现象通常称作二次电子发射或次级电子发射。发射出来的全部电子通常称作二次电子或次级电子，轰击物体表面的电子一般称作一次电子或原初电子。这一现象是坎贝尔于1899年发现的。

二次电子发射系数δ是表征材料二次电子发射能力的重要参数，二次电子发射系数δ=n_s/n_p，n_p轰击物体的电子个数，n_s从物体表面发射出来的电子个数。不同材料二次电子发射系数δ差别较大，一般金属材料二次电子发射系数较低，某些材料如金属氧化物其二次电子发射系数很大，可达十几甚至可达几十上百。

二次电子发射方面理论及测试研究工作直到本世纪二十年代都还做的很少，后来由于二次电子发射现象在电真空器件的广泛应用引起了人们的极大兴趣。积极方面，二次电子发射现象用在光电倍增管中，能把光电流放大几百万倍，利用二次电子发射的倍增作用，可以做出跨导极高的电子管，在接触管、开关管、磁控管等等管子里二次电子发射也得到应用；消极方面，在某些电真空器件中二次电子发射现象将引起不良影响，需要抑制或防止二次电子发射。所以不管从积极方面还是消极方面考虑，研究材料的二次电子发射都是很有意义的。近年来，国内外许多实验室研究机构都对二次电子发射现象进行了大量研究。我国的相关学者也对二次电子发射的理论和测试进行了大量的研究，例如，南京信息工程技术大学的谢爱根教授在理论与测量方面做了大量工作，也得到了诸多重大成果，华南理工大学的常天海教授等人发明了具有智能测控技术的固体材料二次电子发射系数测试装置。

对材料二次电子发射现象进行深入细致的研究，需要分析材料在不同条件下的发射系数，如入射角度、电子束流大小、束斑直径等等因素。之前的诸多测试装置没有兼顾到这些方面。因此，如何快速、准确、简便的分析测试材料的二次电子发射系数显得尤为重要。

实用新型内容

为了更好的从多方面条件出发，进行分析测试材料的二次电子发射系数，本实用新型提供了一种简易多功能二次电子发射系数分析测试装置，该装置可以快速、准确、简便的从入射角度、电子束流大小、束斑直径等方面分析测试材料的二次电子发射系数。

本实用新型具体提供了一种多功能二次电子发射系数分析测试装置，包括真空系统、电子源系统、靶台测试系统，其特征在于：所述真空系统包括真空室、真空泵；电子源系统包括电子枪、脉冲发生器，可进行直流和脉冲两种条件下测试材料二次电子发射系数；靶台测试系统包括可伸缩旋转靶台、电流放大器、示波器，微弱的一次电流Ip和通过样品电流It，经电流放大器放大转换之后由示波器显示电压值。

其中，真空泵与真空室相连，安装于真空室室壁法兰上的电子枪与设于真空室外的脉冲发生器相连，可伸缩旋转靶台设于真空室内，并与位于真空室外连有示波器的电流放大器相连。

本实用新型所述多功能二次电子发射系数分析测试装置，其特征在于：可伸缩旋转靶台由伸缩杆、旋转轴、刻度盘和靶台构成，靶台中心正对电子枪电子束出射口，伸缩杆是在真空室外的推拉手柄通过磁力耦合杆将伸缩动作传递到靶台上；旋转轴是在真空室外的电机通过磁力耦合杆将旋转动作传递到真空室内并通过齿轮机构连接到靶台控制靶台转动，齿轮机构上装配有刻度盘，刻度盘用于显示靶台旋转的角度并通过设于真空室室壁上的观察窗加以观察。在伸缩杆和旋转轴作用下可以伸缩调整样品相对于电子枪电子束出射口的位置和角度。

本实用新型所述多功能二次电子发射系数分析测试装置，其特征在于：所述真空泵由机械泵和分子泵串联而成。

本实用新型所述多功能二次电子发射系数分析测试装置，其特征在于：所述真空室为不锈钢球形真空室，该不锈钢球形真空室直径450mm，极限真空度6.67*10^-6Pa。

本实用新型所述多功能二次电子发射系数分析测试装置，其特征在于：设于球形真空室室壁上的法兰其轴线通过球形真空室的球心。

本实用新型所述多功能二次电子发射系数分析测试装置，其特征在于：所述电子枪其电子束斑直径1-100mm独立可调，加速电压0-5000V独立可调，电子束流1nA-100uA。

本实用新型所述多功能二次电子发射系数分析测试装置，其特征在于：所述脉冲发生器产生脉冲方波，脉宽100ns-10us独立可调的、频率1-5000Hz独立可调。