建立了一個主要由單把脈沖電子槍和一個二次電子收集極構成的測量裝置用于室溫下絕緣體二次電子發射系數的測量。通過給收集極設定負偏壓，本文提出了一種新的電荷中和方法，有效地中和了在測量過程中累積在樣品表面的電荷。采用雙通道示波器對二次電子電流和樣品電流進行了測量，根據相應脈沖電流的峰值確定了樣品的二次電子發射系數。成功測量了尼龍樣品的二次電子發射系數與一次電子能量的關系曲線，并與文獻測量結果進行了比較，結果表明本文的測量裝置和測量方法簡單易行。

　　隨著微波技術的發展，越來越多的研究表明，降低材料的二次電子發射系數δ 對于提升微波管的效率、抑制微波器件中電子倍增擊穿和介質窗擊穿有重要的作用，因此開展δ 的測量研究十分必要。

　　一般而言，導體的δ 容易測量，而絕緣體較難。測量絕緣體δ 的關鍵是如何消除樣品表面累積的電荷或減弱樣品帶電的程度。使用一把脈沖電子槍對δ 進行測量，而另一把直流電子槍對測量過程中樣品所帶的正電荷進行中和是目前通常的測量方法。此外，其它方法也有報道。文獻采用電荷補償原理，對樣品表面累積的電荷進行中和，同時探測樣品表面電位直至表面電荷完全被中和。早期有文獻曾報道對樣品進行加熱以釋放樣品表面累積的電荷。文獻采用非常小的電子束電流( < 1 nA) 進行δ 的測量，以便盡可能減弱樣品的帶電程度。而文獻則通過改變測量點的位置，以測量所謂無帶電樣品的δ。

　　上述測量方法，雖然有較高的測量精確度，但是存在額外的設備，如中和電子槍、表面電位探測器、電子束偏轉系統以及小電流檢測系統等，使得這些測量裝置昂貴且測量方法復雜。對樣品進行幾百度加熱后再進行δ 的測量，也是不適合常規高分子材料的。

　　在某些對精確度要求不太高的場合中，迫切需要快速、簡單、較為準確地測量出絕緣體的δ，鑒于此，本文建立了一個主要由單把脈沖電子槍和一個二次電子收集極構成的測量裝置用于室溫下絕緣體δ 的測量。基于負偏壓的收集極，本文提出了一種新的電荷中和方法，有效地中和了在測量過程中累積在樣品表面的電荷。在此基礎上，成功測量了尼龍樣品的δ 與一次電子能量的關系曲線，并與文獻測量結果進行了比較，結果表明本文的測量裝置和測量方法簡單易行。

1、測量裝置

　　圖1 所示的是測量絕緣體δ 的裝置示意圖。當電子槍發出的一次電子(PE) ，穿過收集極上的圓孔，垂直轟擊到樣品表面時，從樣品表面就有二次電子(SE) 的發射。一次電子的能量由直流高壓穩壓電源(HVDC) 提供，其能量范圍為20 ～3000 eV。調節電子槍燈絲電流或調制極電位可以在0.5 ～2 μA范圍內改變電子束束流。脈沖信號發生器加在電子槍的調制極上，分別可以觸發電子槍輸出單次脈沖電子束( 脈沖寬度約為450 μs) 、觸發電子槍輸出周期性脈沖電子束( 重復頻率約為100 Hz) 或者讓電子槍不輸出任何電子。測量時，真空室內的真空度約為(2 ～ 4) × 10 ^-4 Pa。被測材料為80 μm 厚的尼龍( Nylon) 樣品，樣品與下方的金屬樣品托(Holder) 緊密相貼并通過電阻R1接地。正負極性相反的40 V電池給收集極提供正偏壓或負偏壓，分別用于δ 的測量和樣品表面電荷的中和。

圖1 測量絕緣體δ 的裝置示意圖

5、結論

　　實驗研究表明，在絕緣體δ 的測量過程中，樣品表面累積的正電荷造成δ 的下降。采用負偏壓收集極和單把脈沖電子槍的配合，不僅能有效地中和樣品表面累積的正電荷，而且能較為準確地測量出δ。測量結果與文獻結果基本一致，表明本文提出的測量裝置和方法簡單易行。

　　在減小測量誤差方面，今后可以嘗試兩個方面。第一，通過測量二次電子能譜的分布，確定出中和后樣品表面的負電位，以減小一次電子能量的偏差。第二，優化測試裝置的結構，縮短裝置的響應時間，以進一步提高測量精度。