[發(fā)明專利]一種確定粗糙金屬表面二次電子發(fā)射特性的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210130956.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-27
• 公開（公告）號(hào): CN102680503A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張娜;曹猛;張海波;崔萬(wàn)照
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01N23/22
• 分類號(hào): G01N23/22
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種確定粗糙金屬表面二次電子發(fā)射特性的方法，屬于物理電子學(xué)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電子束與物質(zhì)的相互作用是物理電子學(xué)研究中的一個(gè)非常重要的領(lǐng)域，其中由入射電子激發(fā)的二次電子發(fā)射(也稱為次級(jí)電子發(fā)射)現(xiàn)象在掃描電子顯微鏡、俄歇電子能譜儀以及電子倍增管等現(xiàn)代電子儀器和器件有著重要的應(yīng)用。例如：在電子顯微學(xué)和表面電子能譜分析中采用電子束轟擊樣品，在材料內(nèi)通過電子的散射產(chǎn)生表征材料性質(zhì)的各種特征信號(hào)，從而獲得材料的晶體結(jié)構(gòu)、組成成分、電子結(jié)構(gòu)、表面形貌、內(nèi)部缺陷等各種微觀性質(zhì)。

二次電子發(fā)射不僅涉及電子在材料內(nèi)部的散射過程，而且電子在出射材料后還會(huì)與材料表面發(fā)生相互作用。電子從材料表面出射后的物理過程對(duì)二次電子發(fā)射特性的影響顯著，這也是許多二次電子發(fā)射特性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論結(jié)果無(wú)法吻合的重要原因。目前確定材料的二次電子發(fā)射特性的方法分為兩大類：一是通過實(shí)驗(yàn)擬合出解析公式近似描述二次電子發(fā)射特性；二是通過蒙特卡羅方法模擬二次電子的發(fā)射過程，獲得材料的二次電子發(fā)射特性。現(xiàn)有方案絕大部分只適用于平滑的材料表面，即僅考慮了電子在材料內(nèi)部的物理過程。而對(duì)于實(shí)際材料，表面并不是理想的光滑平面，它具有一定的粗糙度，即表面的形貌起伏。個(gè)別的處理方法中，采用唯像概率的方法統(tǒng)計(jì)電子的二次電子發(fā)射特性，忽略了二次電子在出射時(shí)與表面的多次相互作用過程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種確定粗糙金屬表面二次電子發(fā)射特性的方法，該方法考慮了電子出射材料表面時(shí)與粗糙表面的多次相互作用，獲得的二次電子發(fā)射特性與實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加吻合。

本發(fā)明的上述目的主要是通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種確定粗糙金屬表面二次電子發(fā)射特性的方法，包括如下步驟：

(1)對(duì)材料的粗糙表面形貌進(jìn)行表征，若材料表面形貌規(guī)則，將表面形貌劃分為矩形網(wǎng)格，矩形網(wǎng)格內(nèi)任意一點(diǎn)的起伏高度h采用解析式表示，并確定表面最大的起伏高度h_max；若材料表面為非規(guī)則表面形貌，采用顯微鏡進(jìn)行表面形貌提取，采用矩形網(wǎng)格點(diǎn)的方法進(jìn)行采樣，并建立二維數(shù)值描述表面形貌，得到表面形貌的矩形網(wǎng)格點(diǎn)中任意一點(diǎn)的起伏高度h和表面所有起伏高度h的最大值h_max；

(2)將電子從A_i-1點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A_i點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度記為t_i，將電子從A_i點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A_i+1點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度記為t_i+1，則t_i+1由如下遞推關(guān)系得到，則：