模拟分析随机粗糙金属表面的.PDF

空间电子技术 ２０１８年第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ＳＰＡＣＥ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ １７ 模拟分析随机粗糙金属表面的 二次电子发射特性① 冯　 鹏，叶　 鸣，李　 韵，王　 丹，贺永宁 （西安交通大学电子与信息工程学院，西安　 ７１００４９） 　 　 摘　 要：近年来，金属表面的二次电子发射系数（ＳＥＹ）受表面形貌影响的研究得到了广泛关注。 针对真空电子 器件表面均为随机粗糙表面的实际情况，建立了基于二次电子发射唯象模型的随机粗糙表面ＳＥＹ模拟仿真方法。 以典型高斯分布型表面为例，针对表面粗糙度对ＳＥＹ的影响规律进行了研究。 结果表明，随机粗糙表面的ＳＥＹ 随 初始电子入射能量变化的曲线，相比于理想光滑表面发生了右移（朝向高能端移动），且ＳＥＹ与粗糙度之间不存在 单调依赖关系。 采用该模拟方法所得的ＳＥＹ与粗糙度间的依赖规律与已报道的基于蒙特卡罗模拟方法所得规律 一致，证实了该方法的合理性。 关键词：二次电子发射系数；随机粗糙表面；唯象模型；高斯分布；粗糙度 中图分类号：Ｖ４７４　 　 　 文献标识码：Ａ　 　 　 文章编号：１６７４⁃７１３５（２０１８）０１⁃００１７⁃０４ Ｄ Ｏ Ｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４⁃７１３５．２０１８．００．００３ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｒａｎｄｏｍ Ｒｏｕｇｈ Ｓｕｒｆａｃｅ ＦＥＮＧ Ｐｅｎｇ，ＹＥ Ｍｉｎｇ，ＬＩ Ｙｕｎ，ＷＡＮＧ Ｄａｎ，ＨＥ Ｙｏｎｇｎｉｎｇ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｘｉ＇ａｎＪｉａｏｔｏｎｇ ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＸｉ＇ａｎ，７１００４９ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｙｉｅｌｄ （ＳＥＹ） ｏｆ ｍｅｔａｌ ｓｕｒｆａｃｅ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐａｉｄ ｍｕｃｈ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｖａｃｕｕｍｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｄｅｖｉｃｅｓｕｓｕａｌｌｙｈａｖｅｒａｎｄｏｍｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆＳＥＹｏｆ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｒａｎｄｏｍｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙｅｌｅｃｔｒｏｎｅｍｉｓｓｉｏｎ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｎ ＳＥＹｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｓｉｎｇ Ｇａｕｓｓｉａｎ ｓｕｒｆａｃｅ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ：ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｆｌａｔ ｓｕｒｆａｃｅ，ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ＳＥＹ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ；ｎｏ ｍｏｎｏｔｏｎｏｕｓ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｉｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｕｒｆａｃｅ ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ａｎｄｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍＳＥＹ．Ｔｈｅｓｅ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ ａｇｒｅｅｗｅｌｌ ｗｉｔｈ ｒｅｃｅｎｔｌｙ ｒｅｐｏｒｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｏｎｔｅ⁃Ｃａｒｌｏ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｕｓ ｉｔ ｖｅｒｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｔｈｉｓｗｏｒｋ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｙｉｅｌｄ；Ｒａｎｄｏｍ ｒｏｕｇｈ ｓｕｒｆａｃｅ；Ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｅ