專利名稱：一種確定粗糙金屬表面二次電子發(fā)射特性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)蒙特卡羅方法模擬二次電子的發(fā)射過(guò)程，獲得材料的二次電子發(fā)射特性?，F(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(guò)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(guò)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(guò)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(I)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hmax;g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hmax ；(2)將電子從Ah點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Ai點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度記為將電子WAi點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Ai+1點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度記為ti+1，則ti+1由如下遞推關(guān)系得到，則
權(quán)利要求
1.一種確定粗糙金屬表面二次電子發(fā)射特性的方法，其特征在于包括如下步驟 (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hmax ；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hmax ； (2)將電子從Ag點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Ai點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度記為將電子WAi點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Ai+1點(diǎn)的直線運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度記為ti+1，則ti+1由如下遞推關(guān)系得到，則
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種確定粗糙金屬表面二次電子發(fā)射特性的方法，其特征在于所述步驟(I)中若材料表面為非規(guī)則表面形貌，則表面形貌的矩形網(wǎng)格點(diǎn)中任意一點(diǎn)的起伏高度h采用一階線性插值的方法獲得，即
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定粗糙金屬表面二次電子發(fā)射特性的方法，該方法給出了判斷電子是否入射到材料內(nèi)部的方法，并利用該方法判斷電子從材料內(nèi)部出射后，是否再次入射，從而充分考慮了電子與粗糙金屬表面的多次相互作用，并通過(guò)對(duì)大量電子的統(tǒng)計(jì)分析獲得金屬材料的二次電子發(fā)射特性，本發(fā)明由于充分考慮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，并且采用本發(fā)明方法可以對(duì)任意表面形貌的二次電子發(fā)射特性進(jìn)行分析，可用于研究表面形貌與二次電子發(fā)射特性的規(guī)律，為探索可抑制二次電子發(fā)射的表面形貌提供理論指導(dǎo)。
文檔編號(hào)G01N23/22GK102680503SQ20121013095
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者崔萬(wàn)照, 張娜, 張海波, 曹猛 申請(qǐng)人:西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所