西安交通大學 張冠軍 等:複雜表面微結構抑制真空沿面閃絡的建模:機理和應用

2021-01-21 高電壓技術

(1) 表面微刻槽結構對電子運動有阻礙(宏觀「陷阱」)作用,部分電子會因為刻槽的阻礙作用而逃逸,如圖4所示。

圖4 刻槽表面電子運動軌跡


(2) 表面微結構能夠顯著降低穩態時的介質表面電荷密度和陽極電流,刻槽數目和深度的增加均有利於抑制閃絡發展,但隨深度增加,表面電荷密度和陽極電流趨向飽和,抑制效果也會趨於飽和,如圖5所示。


圖5 不同數目刻槽表面的平均電荷密度和不同數目刻槽表面的陽極電流


(3) 推導出了優化的矩形刻槽深度和寬度比例公式,與外施電場和二次電子初始能量有關,其中r為槽深h和槽寬w之比,A0為二次電子初始能量,E為外施電場水平分量,e為電子電荷。

(4) 對比了不同形狀刻槽的抑制效果:相比矩形和135°梯形刻槽,燕尾(45°梯形)槽時電子的散射效果更好,不利於電荷積聚,因此閃絡抑制效果更好,如圖6所示。

圖6 不同形狀刻槽的平均表面電荷密度和不同形狀刻槽的陽極電流

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