金属材料二次电子发射系数的复合半经验模型

二次电子发射模型的精度对精确预测空间大功率微波部件微放电阈值有很大影响。针对现有二次电子发射唯象模型的不足,采用分段函数的思想建立了一种计算金属材料二次电子发射系数(secondary electron yield,SEY)的复合半经验模型。该模型以Vaughan模型计算入射能量Ep<Epm(二次电子发射系数最大值所对应的入射电子能量)时材料的二次电子发射系数,以文中建立的半经验模型计算入射能量Ep≥Epm时材料的二次电子发射系数,并利用钼和银两种材料二次电子发射系数的测试结果对复合半经验模型进行了验证。模拟结果表明,复合半经验模型能够对溅射清洗前后及不同入射极角条件下的SEY进行精确表征,相对误差的平均值和均方差明显低于Vaughan模型和半经验模型,且在不同入射极角条件下该模型具有较好的稳定性,在很大程度上提高了二次电子发射模型与实验数据拟合的准确性。该模型有望应用于空间大功率微波部件的微放电功率阈值的模拟。

一种计算金属二次电子发射系数的解析模型

精确的金属材料二次电子发射系数模型对于计算空间大功率微波部件的微放电功率阈值至关重要,而现有的二次电子发射系数模型在准确性和工程应用两方面不能兼顾。通过分析二次电子的逸出几率,结合修正的Bethe能量损失规律,建立了金属材料二次电子发射系数的解析模型。进一步以未清洗的和Ar离子清洗过的Ag材料为例,用解析模型对试验测量值进行了拟合,在获得解析模型中关键参数的基础上建立了Ag材料二次电子发射系数模型。计算结果显示,在不同入射角度下未清洗和清洗Ag材料的模型计算值与试验值的均方差在4%以内,表明提出的解析模型在减少拟合参数的基础上能够获得具体金属材料精确的二次电子发射系数模型,可用于精确模拟空间大功率微波部件的微放电功率阈值和加速器内部的电子云浓度。