【摘 要】
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二次电子倍增效应是在微波系统经常观察到的一种共振真空放电。自此效应被发现以来,在很多射频器件系统中都出现了此效应,并且严重影响系统的工作质量,因此多数情况下二次电子倍增效应是不希望出现的。因此在本文中,我们对二次电子倍增的物理性质进行了详细的研究,包括抑制方法、抑制原理、空间电荷限制效应影响和饱和水平等。本文的工作内容主要分为两个方面。第一,我们构建了一个单粒子蒙特卡洛计算模型,该模型能记录每次二
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二次电子倍增效应是在微波系统经常观察到的一种共振真空放电。自此效应被发现以来,在很多射频器件系统中都出现了此效应,并且严重影响系统的工作质量,因此多数情况下二次电子倍增效应是不希望出现的。因此在本文中,我们对二次电子倍增的物理性质进行了详细的研究,包括抑制方法、抑制原理、空间电荷限制效应影响和饱和水平等。本文的工作内容主要分为两个方面。第一,我们构建了一个单粒子蒙特卡洛计算模型,该模型能记录每次二次电子和电介质板碰撞后的二次电子数量、垂直电场Edc和能量吸收功率大小。我们利用此模型对处于气体环境下、双载波射频(RF)电场和单载波RF电场下的二次电子倍增的物理性质进行了计算和对比。从这些数据出发探究不同参数的双载波RF电场和气体对二次电子倍增的影响,发现适当参数范围内的双载波电场和环境气体能够抑制二次电子倍增。我们从能量吸收角度来解释双载波频率RF电场和环境气体抑制及促进二次电子倍增饱和的原理。此外我们也采用多粒子蒙特卡洛计算模型,同样对电介质板上二次电子倍增的时间演化进行了探究,展示了在单载波和双载波频率RF电场下二次电子倍增饱和时的电子数、垂直电场Edc、二次电子产率和RF电场随时间的变化,计算了电子数和电场Edc的平均值,验证了双载波的抑制作用。第二,在上述的计算过程中为方便计算我们忽略了空间电荷限制效应对二次电子倍增的影响,因此为了探究空间电荷限制效应对二次电子倍增的影响程度,我们从二次电子的动力学方程出发构建了一个计算模型。用此模型对二次电子倍增的碰撞能量和饱和程度进行计算,发现考虑空间电荷效应时二次电子的平均碰撞能量较大。然后计算并展示了不同参数双载波频率电场下的平均碰撞能量系数图,发现随着RF电场自身参数的变化,二次电子的平均碰撞能量也跟着变化。探究了不同参数RF电场对二次电子平均碰撞能量的影响。
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