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申请/专利权人：华南理工大学

摘要：本发明公开了一种空间电荷效应对二次电子倍增影响的计算方法及装置，其中方法包括：给定双载波射频电场的数学形式；由双载波射频电场数学形式导出二次电子的第一速度表达式；设定二次电子的发射速度和角度所服从的分布；导出能量获取的通用表达式，获取第一能量获取表达式；根据第一能量获取表达式获取第二能量获取表达式；根据给出电势分布的泊松方程求解出电势分布表达式；结合电势分布表达式和第二速度表达式获取二次电子飞行时间t的函数表达式；根据函数表达式和第二能量获取表达式获取平均碰撞能量表达式。本发明计算了空间电荷效应对单电介质层二次电子倍增的影响程度，弥补了相关研究的空白。本发明可广泛应用于真空电子器件领域。

主权项：1.一种空间电荷效应对二次电子倍增影响的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：确定双载波射频电场的数学形式以及工作参数；根据双载波射频电场的数学形式获取二次电子的第一速度表达式；确定被激发射出的二次电子的发射速度所服从的第一分布表达式；获取二次电子的一次飞行中从射频电场中获取的能量的通用表达式，根据第一分布表达式和通用表达式获取第一能量获取表达式；将第一能量获取表达式在预设相位范围内进行积分处理，获得与初始相位无关的第二能量获取表达式；确定电势分布的泊松方程，求解出电势在垂直于电介质表面方向上的第二分布表达式；根据动能定理获取二次电子的第二速度表达式，第二速度表达式和初始速度均与电势分布有关，将第二分布表达式和初始速度代入第二速度表达式获取隐函数；根据隐函数获取二次电子飞行时间τ的函数表达式；将函数表达式代入第二能量获取表达式获得第三能量获取表达式，将第三能量获取表达式和第一分布表达式相乘，并对发射速度在0到无穷之间积分，将积分结果和平均发射能量相加获得最终的平均碰撞能量表达式；所述双载波射频电场的数学形式为：Erf＝Erf0sinωt+θ+βErf0sinnωt+θ+γ式中，Erf0为射频电场场强，ω为角频率，θ为初始相位，β为第二载波相对于第一载波的振幅比，n为第二载波相对于第一载波的频率比，γ为第二载波相对于第一载波的相位差；t为二次电子离开电介质板的时间；所述确定被激发射出的二次电子的发射速度所服从的第一分布表达式，包括：设定击发出的二次电子的发射方向总是垂直于电介质板向上，发射速度服从Maxwellian分布，即： 式中，n0、vt分别是电介质表面的电子密度和热速度，v0为二次电子的发射速度；所述将第一能量获取表达式在预设相位范围内进行积分处理，获得与初始相位无关的第二能量获取表达式，包括：将第一能量获取表达式在射频场初始相位从0到2π上积分，并除以2π后，获得与初始相位无关的第二能量获取表达式；第二能量获取表达式如下： 式中，ΔEy为二次电子从射频电场中获取的能量，θ为初始相位，ω为角频率，Erf0为射频电场场强，m为二次电子的质量，τ为二次电子飞行时间，e为电子电荷量，β为第二载波相对于第一载波的振幅比，n为第二载波相对于第一载波的频率比，γ为第二载波相对于第一载波的相位差；将第二分布表达式和初始速度代入第二速度表达式，获得速度关于时间t的微分方程： 式中，x为二次电子与电介质板之间的距离，v0为二次电子发射速度，vt为热速度，ωp为等离子体频率；根据微分方程获取二次电子的位置与时间之间的隐函数；所述函数表达式为： 其中，erf函数为高斯误差函数。

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