二次电子发射对无碰撞等离子体鞘层的影响

建立了包括器壁发射二次电子的等离子体无碰撞鞘层的基本模型,讨论了一维稳态等离子体鞘层中二次电子发射对鞘层结构的影响．结果表明：器壁电势随着二次电子发射系数的增加而增加．在发射系数小于临界发射系数时,鞘层电势随发射系数增加而增加,鞘层是离子鞘;在发射系数大于临界系数时,电场出现反转,电势在鞘层空间出现一最小值,鞘层不再是离子鞘．并且就稳态等离子体推进器器壁材料不同,简要分析了二次电子发射给其鞘层带来的影响．     

电子辐照电介质中累积电荷的分布

本文采用了一种数值计算方法,用来分析电子辐照电介质中电荷力学特性。根据实验测定的电子沉积曲线和剂量深度分布曲线,用有限差分法联立求解连续性方程和泊松方程,可以得到电介质内累积电荷分布和电场分布。在开路和短路二种状态下,电子辐照聚乙烯的电荷密度分布随辐照时间的变化显示了电介质荷电的过程。计算了不同电子能量时的电荷分布,并对电荷“记忆”效应作了模拟。     

不同表面状态下的扫描电子显微镜能谱分析方法

针对样品表面吸附和污染导致扫描电子显微镜能谱仪成像质量和检测精度下降的问题,提出了一种扫描电镜能谱分析方法——吸附表面二次电子发射数值计算模型。首先,采用Polanyi位势理论在Cu表面构造了N₂多层吸附模型;其次,考虑吸附对功函数及电子散射过程的影响,采用Monte Carlo方法追踪电子在材料和吸附层内的散射轨迹,建立了电子与N₂分子散射模型;最后,将N₂多层吸附模型与电子与N₂分子散射模型合并,建立了吸附表面二次电子发射的精确模拟模型,用于计算N₂吸附分子对能谱的影响规律。数值计算结果表明,当N₂分子吸附量增大至3×10¹⁶ cm^-2时,二次电子能谱的最可几能量和半峰宽分别增大了3.16、4.76倍,二次电子比例减少至原来的215。采用所提模型对探测器进行优化设计,能够提高二次电子信号收集效率、降低噪声信号、提高分辨率。相比以往模型,所提模型突破了仅适用于分子吸附量小于3×10¹⁵ c...     

电子轰击下MgO薄膜的二次电子效应的衰减机理

以MgO薄膜、MgO/Au复合薄膜作为二次电子发射材料的研究对象,利用持续电子束轰击薄膜的方式,研究了二次电子效应与时间的变化规律。通过测试样品时间的指数衰减,电导率和介电常数对衰减速率的影响,建立模型假设来研究二次电子发射的机理,提出了潜在电子的概念及平板电容模型;以此模型为基础进行分析推导,建立了二次电子发射过程理论模型,得出了诱导电流和二次电子发射系数实验值的表达式,与实际样品测试结果的趋势一致,二次电子发射材料性能的衰减速率与薄膜电导率正相关,验证了所提理论模型能很好地解释介质薄膜二次电子发射的衰减机理,有助于提高二次电子发射材料的衰减性能,为改进工艺和研发新型介质薄膜材料提供了一定的理论指导。     

真空中绝缘子闪络前表面电荷分布的二维仿真

基于真空闪络的二次电子发射雪崩(SEEA)模型,针对片式有机玻璃PMMA和氧化铝陶瓷两种典型绝缘材料,利用蒙特卡罗法仿真研究了平面圆形及矩形对称电极系统中绝缘子表面电荷的二维分布.仿真结果表明:在靠近阴极处的绝缘子表面存在小范围的负电荷区,而后变为较大范围的正电荷区;随外施电压的提高,绝缘子表面的正电荷区域及密度增大,而负电荷区域及密度减小;二次电子发射系数较小的PMMA绝缘子表面正电荷密度较低;由于圆形电极表面电场分布较矩形电极系统不均匀,其电荷密度分布更不均匀.将仿真结果与他人的实验结果进行了分析对比,发现两者比较接近.     

铝和覆盖有烟黑的铝表面对5—1000eV电子的反射

实验模拟了电子在电极间的反射状况，测量了初始能量为５—１０００ｅＶ的电子在铝表面和铝表面覆盖有苯烟黑、甲苯烟黑以及胶体石墨情况下的表观反射系数．实验表明烟黑样品在减小电子反射和二次电子发射作用上优于其它样品．这是由于烟黑样品的蜂窝状结构所致．本文还讨论了表观反射系数与真实反射系数和二次电子发射系数之间的关系     

SiH_4射频辉光放电等离子体特性的光发射研究

采用ＯＭＡ－４０００测量了ＳｉＨ_４射频辉光放电等离子体的光发射谱，研究了其谱线强度随放电射频功率和反应气体流量间的变化关系。结果表明：在放电射频功率增加和反应气体流量升高的过程中。其等离子体状态分别发生了性质不同的转变，这种转变联系到射频功率耗散机制的变化。当反应气体流量增加时，电子获得能量的机制由阴极暗区加速转变为等离子体内电场的加热效应；而在放电功率升高的过程中，离子轰击阴极产生的二次电子发射效应导致了光发射谱强度急剧增强的转变。     

不同驱动方式下后栅极场发射显示板的工作特性

针对后栅极FED提出一种新型驱动方式,场发射电子由阳极电压产生,而在栅极施加负电压抑制场发射电子的产生.采用模拟计算的方法比较了相同结构参数的后栅极FED在传统和新型驱动方式下的工作电压以及阴极场发射和阳极束斑情况.计算结果显示新型驱动方式提高了阳极工作电压,改善了阴极场发射电子分布和阳极束斑,有利于提高发光效率、增加器件寿命.并研究了在2种驱动方式下阴极宽度和介质厚度在公差范围内变化对阴极发射特性和阳极束斑的影响.结果显示在新型驱动方式下,器件的阴极宽度和介质厚度对阴极发射特性和阳极束斑的影响均较小,因此常开型后栅极结构FED对工艺制作的一致性要求较低,从而降低了成本.     

一种输电线路电场计算中导线内模拟电荷的优化设置方法

模拟电荷法(charge simulation method, CSM)是计算输电线路周围电场的常用数值方法。为了实现导线内模拟电荷的最优设置并提高电场计算精度,提出了一种被称为分布圆半径优化法的导线内模拟电荷的优化设置方法:在每相等效导线的同心圆上均匀设置4根模拟线电荷,以校验点电位误差为适应值函数,利用一种粒子群优化模拟电荷法(particle swarm optimization charge simulated method, PSOCSM)搜索得到使适应值最小的模拟电荷分布圆的半径。导线表面的电位校验结果显示:分布圆半径优化法的校验点电位平均相对误差比中心单根法(等效导线的中心设置1根模拟线电荷)的误差小2个数量级。利用对应的模拟电荷组进行电场计算,结果表明:相较中心单根法,采用分布圆半径优化法的模拟电荷组计算的21个地面测点的电场值更接近COMSOL仿真值。可见分布圆半径优化法能有效实现导线内模拟电荷的最优设置并提高电场计算精度。     

准一维纳米材料场发射模拟软件的研制

 研制了准一维纳米材料场致电子发射模拟软件,该软件基于一个纳米材料场致电子发射的双电流模型,自洽地计算电势、电荷密度、费米能级的分布和发射电流。最后给出了一个算例,计算了单根硼纳米线的场致电子发射,得到的结果与文献一致。     

负离子对稳态等离子体推进器鞘层的影响

针对为了提高稳态等离子体推进器的推进功率,而从阴极注入少量负离子,采用流体力学方法,建立了包括负离子的一维等离子体无碰撞鞘层模型,讨论了SPT通道内一维稳态等离子体鞘层中负离子的影响．结果表明：随着注入负离子量的增多,导致鞘层空间电子、离子、以及二次电子密度都降低,抑制了器壁二次电子的发射。并且降低了SPT通道的放电性能;而沉积到器壁的正离子动能流随其增加而减少,降低了对陶瓷器壁的腐蚀,可以提高SPT的使用寿命．     

有机发光器件中空穴注入对负电容的影响

对不同结构的有机发光器件(OLED)进行了电容-电压(C-V)特性测量,研究了不同空穴注入结构对OLED负电容的影响。结果表明,负电容的产生与OLED内部电场的分布有着密切的关系,负电容开始出现的频率与电压的平方根呈指数关系。与超薄的单层空穴注入层相比,掺杂的空穴注入层不仅能降低器件的驱动电压,而且其载流子传输特性和出现负电容时的初始电压对频率有着更强的依赖性。     

二维、三维模型碳纳米管场发射场强计算的比较研究

在计算碳纳米管场发射显示器中电场强度时,为了提高计算效率,许多资料将三维空间的场发射简化为二维模型进行计算,为了比较分析使用二维模型和三维模型计算结果的差异,建立了二维模型单根碳纳米管、三维模型单根碳纳米管和单碳纳米墙3个模型,应用Ansoft Maxwell有限元数值仿真软件进行了仿真,计算结果表明:二维碳纳米管场发射模型的仿真结果代表的三维空间实际情况为碳纳米墙场发射,而不是真正的三维空间碳纳米管场发射。对于单根碳纳米管,用二维模型计算的碳纳米管尖端电场强度仅为三维空间碳纳米管尖端电场强度的1／4。     

场发射显示器环境下不同置向碳纳米管的尖端电场强度计算

针对碳纳米管场发射显示器的实际工作环境,计算给出了碳纳米管在垂直、与垂直碳纳米管等长倾斜45°和与垂直碳纳米管等高倾斜45°放置3种情况下的空间电势分布和电场分布,数值计算表明在上述3种情况下的碳纳米管尖端表面附近的电场强度比值约为13:10:12。进一步分析说明在垂直和倾斜碳纳米管同时存在的情况下,要提高电子发射的均匀性,就必须提高倾斜碳纳米管的高度。     

一种基于纳米碳管的常开型后栅极场致发射显示板

提出了一种常开型后栅极场致发射显示板及其工作原理．该显示板直接利用阳极使阴极产生场致电子发射,而通过埋在阴极之下的栅极上施加低于阴极电压的电压来阻止阴极产生场致电子发射,从而来调制显示所需图像．文中采用有限元法对该场致发射器件的电场强度分布进行了模拟计算,并研究了该器件中阴极的发射特性．计算结果表明在该场致发射显示板中,阴极发射均匀性好,发射面积大,从理论上证明了该常开型后栅极场致发射显示板工作原理的可行性．     

电阻层析成像场域的三维仿真

为了进一步认识电阻层析成像(ERT)系统中敏感场的分布特性,通过采用有限元数值仿真(FEA)的方法建立三维模型并求解,得到了ERT传感器敏感场的三维空间分布,分析了场域分布的不均匀性。并在此基础上,研究了电极构造、空间排列、激励模式等对所建立的场域带来的影响,结果显示,电极长度增加可以改善激励场域,而且相对激励模式所产生的场域要优于相邻激励模式。这些结论为改进敏感场电极阵列的设计,降低反成像算法带来的误差以及还原图像的解释等提供了便利与依据。     

变化电场作用下Bloch振荡的自发辐射

研究了随时间变化电场作用下超晶格中电子的自发辐射．对超晶格采用最近邻紧束缚近似模型,在单带最近邻框架内讨论一维系统,推导出辐射几率的函数式．分析了Bloch频率与电场频率比值对于辐射几率的影响．结果表明,可以通过调整Bloch频率与电场频率比值得出较大的辐射几率,从而获得较大功率的THz波源．