[发明专利]一种二次电子测量装置

说明书

本发明属于电子测量技术，具体涉及一种二次电子测量装置。该装置在真空腔内设置等离子体发生装置，采用等离子体中和二次电子测量时绝缘样品表面积累的电荷，能够实现二次电子总电流测量和二次电子角分布测量；能够收集反向射向电子枪的二次电子。本发明避免了现有技术中正离子注入中和方法所导致的绝缘样品表面损伤的问题。

技术领域

本发明属于电子测量技术，具体涉及一种二次电子测量装置。

背景技术

二次电子是指一些具有一定动能的电子轰击一些材料的表面，从材料表面发射出来的电子。二次电子能量很低，一般不超过50eV，其产生条件一般是真空。

针对不同的应用环境，二次电子的影响各有利弊。在高功率波导管中，二次电子的发射容易导致射频打火，使得微波传输系统不能稳定运行。在射频谐振腔内，特别是超导谐振腔内，二次电子容易导致雪崩效应而打火，也会使得谐振腔不能稳定工作。因此在这些应用领域都是需要抑制二次电子的发射。而在电子倍增器的应用领域，人们利用二次电子效用将很微弱的一次电子放大到其它仪器可以测量的程度，因此需要尽量提高二次电子发射系数。

为了研究二次电子的性能参数，国内外研制了很多二次电子测量装置。但这些装置中有两个问题未能很好地解决：一是绝缘材料的电荷中和问题，二是电子枪注入口的反射二次电子问题。

第一个问题是因为绝缘材料不能及时将材料表面的电荷传导到地电位，使得绝缘材料表面电位发生变化，从而影响到一次入射电子轰击材料表面的能量，最终使得所测量的二次电子发射参数不够准确。

针对绝缘材料的电荷中和问题，国内外同时采用三个办法：一是入射电子为脉冲束，降低绝缘材料表面的电荷积累；二是采用离子注入中和的方法，三是采用非常薄的样品，电子可以从导电的样品载台迁移中和射入绝缘样品内的电子。离子注入方法有两个困难，一是注入离子容易引起表面损伤，而表面损伤会影响二次电子的发射性能，二是注入离子的中和程度的测量困难，设备也复杂昂贵。采用薄样品会影响到二次电子的发射性能。

第二个问题是因为电子枪产生的一次电子注入到待测样品表面时，需要在二次电子接收面上开孔，而材料表面发射的二次电子总会存在与一次电子运动方向相反的，这些反向电子难以被接收电极接收，甚至会在电场的作用下重新轰击到材料表面，可能引起测量的系统误差。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种利用等离子体中和方法进行二次电子测量的装置。

本发明的技术方案如下：一种二次电子测量装置，包括真空腔以及设置在真空腔内的样品承载支架，待测样品设置在样品承载支架上，一次电子由电子枪发射进入真空腔对所述待测样品进行轰击，并对产生的二次电子进行测量，其中，在所述真空腔内设有等离子体发生装置，在完成待测样品的一个或几个电子脉冲的二次电子测量后，关闭电子枪和真空腔的真空泵阀门，通过所述的等离子体发生装置产生的等离子体中和待测样品表面电荷。

进一步，如上所述的二次电子测量装置，其中，所述的等离子体发生装置为可加载高压的等离子体激励电极和/或等离子体火炬。

进一步，如上所述的二次电子测量装置，其中，当采用所述的等离子体激励电极或等离子体火炬产生等离子体时，向所述真空腔内通入惰性气体。

进一步，如上所述的二次电子测量装置，其中，所述的待测样品为绝缘材料样品。

进一步，如上所述的二次电子测量装置，其中，在所述的真空腔内设有可加载负电压的栅网，在所述栅网与真空腔的内壁之间设有接收电极，所述接收电极连接电子参数测量系统。