负电子亲和势半导体二次电子发射的理论研究开题报告
2022-01-07 22:32:08
全文总字数:1825字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
负电子亲和势(NEA)半导体意味着半导体的表面处的真空能级在半导体导带最小值以下,这是非常罕见的特性。在NEA之下,由于表面没有阻挡层,导带内部的二次电子很容易从半导体表面发射。 NEA半导体的二次电子发射系数δ一般远远超过具有正电子亲和势的发射体,因为电子在导带最小值(在μm范围内)的电子扩散长度比热电子的平均自由行程数量级要大(几纳米。因此,NEA半导体是优秀的二次电子发射体,应用于真空管应用,电子信息技术,电流放大器等。展开因此,NEA半导体是一个非常重要的课题。
国内外研究现状
NEA半导体具有二次电子发射(SEE)的一些特性,如最大二次电子发射系数δm较大,Epmax较大(至少几keV),较大的1 /α(至少几百)等。其中1 /α是二次电子的平均逸出深度,Epmax是δ达到δm时的Ep; Ep是原电子的入射能量。许多作者在实验中研究了NEA半导体,但很少有学者从理论上研究NEA半导体。
2. 研究的基本内容
根据原电子射程R ,SEE参数公式和NEA半导体SEE的工艺和特性公式,分别推导出NEA半导体在0.1keV≤Ep≤10keV和10keV≤Ep≤100keV的δ的通用公式。根据假设:10Epmax≥Ep≥0.5EpmaxNEA半导体的的K(Ep,ρ,Z)近似等于5keV≥Epmax≥2keV的K(Ep,ρ,Z)C,R,分别推导出0.1keV≤Ep≤10keV,10keV≤Ep≤100keVδ的通式和实验数据,10Epmax≥Ep≥0.5时δ的特殊公式,5keV≥Epmax≥2keV的NEA半导体的Epmax;其中ρ和Z分别是材料密度和原子序数。推导出的特殊公式可以用来计算5keV≥Epmax≥2keV的相应NEA半导体的10Epmax≥Ep≥0.5Epmax处的δ。因此,可以得出结论,5keV≥Epmax≥2keV的NEA半导体的K(Ep,ρ,Z)近似等于10Epmax≥Ep≥0.5EpmaxNEA半导体的 K(Ep,ρ,Z)C的假设是正确的,成功地推导出了内二次电子到达5keV≥Epmax≥2keV的NEA半导体表面时逸出到真空的概率公式。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
根据原电子射程r、二次电子发射系数δ的参数之间的关系与负电子亲和势(nea)半导体二次电子发射的过程和特性,分别推导出原电子入射能量范围为0.1 kev≤ep≤10kev和10kev≤ep≤100kev的负电子亲和势(nea)半导体的二次电子发射系数的通式; ep是原电子的入射能量。
三月初到三月中旬,查阅资料,完成背景知识前期介绍部分的撰写;三月中旬到四月初完成公式的推导和证明;四月初到四月中旬完成编程和画图部分;四月中旬到五月初,完成论文初稿。
根据5kev≥epmax≥2kev的nea半导体的see特性,nea半导体特性和实验数据推导出了在0.1kev≤ep≤10kev和10kev≤ep≤100kev条件下δ的通用公式,对于在10epmax≥ep≥0.5处的特殊公式δ,推导出5kev≥epmax≥2kev的几个nea半导体的epmax,并且分别证明是真实的;其中epmax是δ达到最大二次电子产额的ep。
4. 参考文献
[1] t. yamada, t. masuzawa, h. mimura et al, j. phys. d: appl. phys. 49, 045102(2016).
[2] k. m. o’donnell, m.t. edmonds, j. ristein et al, j. phys.: condens. matter 26,395008(2014).
[3] j. e. yater, a. shih, j. appl. phys. 87, 8103(2000).