1. 研究目的与意义及国内外研究现状

研究目的：对二次电子能量分布的研究通常考虑三个物理过程^[1,16,24]：原电子在单位路径激发内二次电子的过程；激发的内二次电子从激发地点向发射体表面运动的过程；内二次电子克服金属表面势垒并逸出的过程。基于二次电子发射的三个物理过程、特性、能带理论以及创新发展已有的低能原电子、高能原电子轰击金属的二次电子发射理论模型；分别推导出原电子轰击金属时的能量分布公式、原电子的射程的关系式、金属密度、原电子入射能量及平均逸出深度的公式；推导出高能原电子轰击到高密度金属激发的二次电子能量分布公式。根据以上公式和一些参数计算低能二次电子的能量分布；估算高能原电子轰击高密度金属之外的金属时的二次电子能量分布和高能原电子轰击高密度金属时的二次电子能量分布，并用实验值和蒙特卡罗模拟的结果验证所推导出表达式的正确性。

研究意义：当具有一定能量的电子轰击表面时，会引起电子从被轰击的物体表面发射出来，这种现象称为二次电子发射。二次电子中包括从物体表面上直接弹射回来的入射电子（背散射电子）和入射电子激发产生的真二次电子（能量小于50 ev）。自1902年austin和starke发现二次电子发射现象的110多年间^[1]，随着人们对电力资源应用的增加，二次电子在很多应用领域表现出积极或消极的影响:一方面，不少需要电子源的器件利用材料表面的二次电子发射能力产生电子^[2]。在光电倍增管和电子倍增器中，利用二次电子发射的倍增作用，可以使非常弱的电流放大几百万倍，能做出跨度极高的电子管^[3]；在电视摄像管、储存管、直观储存管等电子束管中，靶面工作的物理过程与二次电子发射密切相关^[4]，该类器件往往希望材料具备较高的二次电子发射系数。另一方面，二次电子发射效应会导致很多真空电子器件的性能降低，甚至因为二次电子发射产生的热效应使器件烧毁,如大功率和高功率微波器件、真空传输线。另外，在图像增强器、扫描电子显微镜^[5]、离子显微镜、俄歇电子能谱仪和其他表面分析仪器里^[6]，应用着各种类型的二次电子发射现象；在接触管、开关管和磁控管等管子里，二次电子发射现象也得到应用^[7]。特别地，二次电子的发射能够严重影响航天器在太阳风下的稳定性以及其充放电过程，也能很大程度上决定聚变装置、粒子加速器、自由电子激光等大科学装置的性能，比如在加速器中，研究表明加速器中产生电子云的主要原因之一在与常用真空室材料具有较高的二次电子发射系数，使得加速器在运行时电子在真空室内发生严重的增值现象，导致电子云的形成。抑制电子云的主要措施之一就是抑制二次电子发射的发生或者是减小真空室材料的二次电子发射系数^[8-10]。

国内外研究现状

国内外对二次电子进行了广泛的研究^[11-23]，主要集中在二次电子能谱和二次电子发射系数，主要研究方法是monte carlo模拟、物理理论研究和实验研究以下主要论述主要的研究进展。

2. 研究的基本内容

由于完整的二次电子能谱图主要由真二次电子、俄歇电子、等离子激元及背散射电子四个主要成分组成^[1,5]，相应地，本课题从以下几个方面开展研究：

(1)二次电子谱中包含有俄歇电子的信号^[25]。俄歇电子在表面物理中起着重大作用，用以测录俄歇谱的设备为俄歇(电子)谱仪，可以用来判定原子的种类和浓度^[25]。本课题对俄歇电子谱的测量和应用做出述评。

(2)当电子在样品很近处掠过（不接触样品）或电子射入样品时，电子使样品中价电子云也相对于正离子实发生集体震荡，激发等离激元^[26，27]。本课题创新性地提出研究目前尚未研究出的表面等离激元衰变激发内二次电子的几率和表面等离激元衰变的物理机理的方式方法。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

本课题实行方案：

本课题拟采用的总体研究方法：模型研究和理论研究相结合的方式。首先研究二次电子发射的三个物理过程、特性、能带理论、已有的低能原电子、高能原电子轰击金属的二次电子发射理论模型，结合本人参与发表并已经完成的工作，进而创新发展二次电子发射理论模型，推导出高、低能二次电子发射能量分布的表达式。

本课题研究进度：

4. 参考文献

[1] bruining h. physics and applications of secondary electron emission [m]. pergamon press, london, 1954.

[2] 李永东,杨文晋,张娜,崔万照,刘纯亮. 一种二次电子发射的复合唯象模型[j]. 物理学报, 2013,07:435-441.

[3] 孙红兵,裴元吉,谢爱根,王荣. 二次发射微波电子枪的倍增特性[j]. 强激光与粒子束, 2004,11:1477-1480.