[实用新型]高、低温环境中材料二次电子特性参数的测量装置

说明书

本实用新型公开了一种高、低温环境中材料二次电子特性参数的测量装置，该测量装置中二次电子探测器设置在真空室内，包括由外向内依次设置、均大于等于3/4球体的球壳收集极、球壳栅极和球壳接地极，且相互之间绝缘；二次电子探测器内还设置有样品台及其温度调节系统和角分布测量系统，电子枪所发出的电子束贯穿二次电子探测器入射至样品台。本装置可以测量高低温环境下金属材料及介质材料的二次电子发射系数、二次电子空间分布特性、以及二次电子能谱分布，还可以测量不同入射角度下的二次电子特性参数，通过对介质材料的快速加热可以有效中和介质表面所累积的电荷，节约了测量时间；并且通过引入校验机制，保证了测量结果的准确性、可靠性。

技术领域

本实用新型属于材料特性参数的测量装置技术领域，具体涉及一种高、低温环境中材料二次电子特性参数的测量装置。

背景技术

材料二次电子倍增效应在当前材料、物理等研究领域越来越受到相关科研人员的关注，尤其在加速器研究领域，材料的二次电子倍增引起的电子云效应，导致环形加速器束流品质受限，甚至引起机器的不稳定运行。而随着国内大规模同步辐射光源的提出及建设(如北京高能光源预研及建设、合肥先进光源预研、南方光源概念提出等)，大型加速器(CEPC-SPPC)的概念设计、建设，粒子应用平台μ子源的概念设计、建设等，对真空盒材料提出了更为苛刻的要求，如二次电子发射系数<1.1等，对真空盒的研制都是很大的挑战。同时在超导加速器中，超导真空盒内壁受温度变化影响，其表面形态不同于常温情况，而超导加速器受二次电子倍增影响较大，二次电子倍增现象会导致真空盒上的沉积热功率提高，导致束流管道内部的真空性能恶化，从而引起高电压射频设备的打火发生，严重时导致整个加速器的失超发生引起设备损坏。

基于以上的原因，研究高、低温环境下二次电子发射机理、温度变化引起材料表面形态发生变化对二次电子发射的影响及低温环境下冷却表面气体吸附情况对二次电子发射的影响，清楚掌握二次电子空间性能参数，进而提出技术措施抑制二次电子倍增效应，如在超导高频腔上通过加偏压的方式来抑制二次电子的倍增效应，超导加速器真空盒内壁可镀较小二次电子发射系数的薄膜材料(例如：非晶碳膜、石墨烯膜)等，在未来加速器设计和建造中意义重大。

二次电子的倍增效应是材料物理研究领域的一个重点方向。它是指带电粒子轰击物体表面时，其入射能量大于材料原子的溢出阈值时将会有电子(或离子)发射出来，这一现象被称为次级电子发射；当出射二次电子数大于入射电子数时，即发生二次电子的倍增效应，此时的二次电子发射系数大于1。

二次电子特性参数一般包括二次电子发射系数、二次电子角分布、二次电子能谱、二次电子发射系数与入射束流方向的关系、二次电子发射系数与沉积剂量关系等。目前国内外有关二次电子的测试装置及测试方法主要有以下几个特点：(1)测量集中在常温环境下；(2)所有测量只是仅限于二次电子发射系数测量，对二次电子特性参数中的二次电子能谱测量研究不足；(3)对二次电子角分布研究不足，无法进行完整测量，简单测量后也无法进行校验等；(4)对二次电子发射系数与入射束流的关系、二次电子发射系数与照射剂量关系等测量研究不足。

因此，现有技术有待改进和提高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高、低温环境中材料二次电子特性参数的测量装置，可用于在高低温环境下准确测量待测样品发射的二次电子发射系数、二次电子角分布特性、二次电子能谱分布等。

本申请提供了一种高、低温环境中材料二次电子特性参数的测量装置,包括：

真空室；

电子枪；

设置在真空室内的二次电子探测器，包括由外向内依次设置、均大于等于3/4球体的球壳收集极、球壳栅极和球壳接地极，球壳收集极、球壳栅极和球壳接地极相互之间绝缘；

设置在二次电子探测器中部的样品台及其温度调节系统，包括用于加热样品的加热装置和用于冷却样品的冷却装置；