[發明專利]介質材料二次電子發射系數測量系統及測量方法

有效

• 申請號: 201210219891.0
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102706914A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 黃建國;易忠;劉業楠;孟立飛;張超;王志浩;唐小金;徐焱林;陳金剛;鄧佳欣
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01N23/22
• 分類號: G01N23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于航天材料的空間應用技術領域，具體涉及一種二次電子發射系數的測量系統及測量方法。

背景技術

現有介質材料二次電子發射系數的測量方法一般采用離子束或紫外線輻照等方式對樣品表面進行消電處理，處理后進行二次電子發射系數的測量，然而，這種測量方法不僅使得測量復雜，而且實驗精度和效率都有限。例如，中國專利申請CN201010617890.2“一種區分材料二次電子和背散射電子的測試裝置”公開了一種區分材料二次電子和背散射電子的測試裝置，該裝置包括光欄、法拉第杯、電流收集極、絕緣墊、阻滯柵網和樣品臺，該裝置可區分一次電子與材料作用后產生的二次電子和背散射電子，還有分析二次電子和背散射電子能譜的功能，但在二次電子測量過程中，入射電子束對樣品充電，樣品的表面電位會進一步影響入射電子到達樣品表面的實際能量，因此，會對擬測量的“二次電子產額一入射電子能量”曲線產生影響。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種介質材料二次電子發射系數的測量系統及測量方法，該測量方法無需對樣品進行消電處理、通過表面電位補償有效避免了消電處理引入的測量誤差，同時顯著提高了測量效率。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種介質材料二次電子發射系數的測量系統，包括法拉第杯、脈沖電子槍，其中法拉第杯上設置有電子入射口，法拉第杯外的脈沖電子槍產生不同能量的入射電子并穿過所述電子入射口入射到筒內的待測量介質材料樣品上，待測量介質材料樣品背電極和地線之間電連接有自動調壓電路以對樣品表面電位進行實時補償，使得樣品表面電位相對于電子槍之間的電位差保持恒定，該調壓電路的調壓幅度由反饋控制電路實時控制，反饋控制信號通過采集樣品背電極的接地電流信號，再根據充電電位與電流的關系通過積分電路得到一個調壓控制信號，對調壓幅度進行實時控制，從而保證樣品的充電電位得到實時補償，樣品與自動調壓電路的調壓電源之間連接有電流探頭以測量樣品的凈收集電流，法拉第杯也電連接有電流探頭以測量法拉第杯的二次電子電流。

其中，待測量介質材料樣品通過背面金屬電極與調壓電路電連接；

其中，上述金屬電極優選為銀電極或銅電極。

其中，兩探頭還可以分別串聯有示波器(圖中未示出)，以存儲和讀取電流探頭數據。

優選地，電子束的脈寬小于1ms。

一種利用上述測量系統測量介質材料二次電子發射系數的方法，包括以下步驟：

a.開啟脈沖電子槍，產生的電子束輻照樣品即產生二次電子；

b.通過所述樣品背面電極電連接的電流探頭測量得到感應電流，該感應電流即入射電子電流I₀與二次電子電流I_se之差I₁＝I₀-I_se；

c.在正偏壓下的法拉第杯2將樣品發射的二次電子全部收集，并通過與其連接的電流探頭測量得到二次電子電流I₂＝I_se；

d.通過I₁/(I₁+I₂)計算得到二次電子發射系數。

本發明與現有技術相比的優點在于：

1.測量系統和方法簡單，不需要離子源等額外消電設備和相關實驗環節；2測量效率高，一個樣品可以連續進行脈沖輻照測量，無需在每個輻照脈沖后都停止以實施消電處理和表面電位測量等工作；3.誤差較小，避免了因離子等輻照消電處理引入的直接誤差以及由此引起的材料性能改變而帶來的間接測量誤差。

附圖說明

圖1是本發明的介質材料二次電子發射系數的測量系統的結構示意圖。其中，1為脈沖電子槍；2為法拉第杯；3為樣品；4為調壓電路；5為反饋控制電路；6為電流探頭；7為電流探頭。

圖2為本發明的測量方法的二次電子測量原理示意圖；

具體實施方式

以下介紹的是作為本發明所述內容的具體實施方式，下面通過具體實施方式對本發明的所述內容作進一步的闡明。當然，描述下列具體實施方式只為示例本發明的不同方面的內容，而不應理解為限制本發明范圍。