[发明专利]一种消除物体表面沾污的方法及装置

权利要求书

1.一种消除物体表面沾染的方法，其特征在于，包括：

发射自由电子；

生成自由电子加速电场，通过所述加速电场加速所发射的自由电子；

生成自由电子碰撞过程调制电场，通过所述调制电场控制部分自由电子与所述调制电场中的气体分子相互作用产生碰撞电离过程，生成碰撞电离自由电子；

控制所述发射的自由电子和生成的碰撞电离自由电子共同作用于被沾染表面，并使电子能量密度分布函数处于第一特征状态；

还包括：

进一步控制所述发射的自由电子和生成的碰撞电离自由电子共同作用于被沾染表面，并使电子能量密度分布函数处于第二特征状态，所述的第二特征状态和第一特征状态不同；

控制所述发射的自由电子和生成的碰撞电离自由电子共同作用于被沾染表面，使电子能量密度分布函数在第一特征状态、第二特征状态间多次改变；

其中，所述特征状态用平均电子能量的大小来表征。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

还包括：

构造多个不同的电子能量密度分布函数的特征状态；

控制所述发射的自由电子和生成的碰撞电离自由电子多次共同作用于被沾染表面，每次使电子能量密度分布函数处于所述多个特征状态之一。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述发射自由电子的过程为：

制造并保持阴极材料周围的低气压环境形成低气压区；

施加所述加速电场使电子逸出阴极材料表面，进入低气压区成为自由电子。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

通过低气压区的所述加速电场调制所发射的自由电子的能量和通量，使所述自由电子逐层、逐级地以场发射形式进入被沾污表面所处的常压区。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在常压区生成自由电子碰撞过程调制电场；

调节所述调制电场，通过自由电子与气体分子的碰撞电离使自由电子增殖并调控其能量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

控制自有电子透过多级场致发射电子窗实现所述自由电子逐层、逐级地以场发射形式进入被沾污表面所处的常压区；

所述多级场致发射电子窗具有闭孔多孔结构，且至少在部分的闭孔孔洞中，设置有电场增强纳米结构。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

使所述自由电子逐层、逐级地以场发射形式进入被沾污表面所处的常压区的过程包括：

在常压区和低气压区的交界处，设置多个场致发射结构，每个场致发射结构均能获取并聚集自由电子，以及产生场致发射；

部分场致发射结构所发射的自由电子，能够至少部分地被其他场致发射结构所获取，从而形成分级、分层或分区域的获取、聚集、场致发射过程，直至自由电子从低气压区逸出到常压区，进入自由电子碰撞过程调制电场，并与其中的气体分子相互作用产生碰撞电离过程，生成碰撞电离自由电子。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

通过调节自由电子的平均自由程及其逸出低气压区的位置与被沾污表面表面之间的相对距离，调控自由电子与被沾污表面周围气体分子的碰撞电离和激发过程。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于：

还包括：

检测低气压区和常压区的气体中颗粒物、化学成分和气压；

监控低气压区状态和被沾污表面的消杀微生物或净化无生命的污染物处理效果。