基于石墨烯的二次电子发射抑制研究

The suppression of secondary electron (SE) emission has become a big challenge for the particle accelerator and high power microwave technology in space applications. The project is focused on controllable suppression approach of secondary electron emission based on graphene. The graphene samples are fabricated through mechanical exfoliation and plasma enhanced chemical vapor deposition methods. The secondary electron emission yield (SEY) and energy spectrum are studied in SEM and SE characteristic system. Combined with varies of nano-fabrication and characterization techniques, the influence of graphene crystal quality, structure defect and nanostructure on SEY is studied. Through optimization of experiment design, the project is is targeted for developing controllable, high uniformity and good environmental stability SEY suppression method..The project can further promote the study of the interaction mechanism between electron and materials. It can supply effective SEY suppresion approach in aerospace and vacuum electronics fields, expanding the application of graphene in aerospace technology and national economy.

二次电子发射抑制技术成为制约粒子加速器、大功率空间微波技术等领域发展的关键问题之一。本项目将构建基于石墨烯的二次电子发射调控体系，发展可控的二次电子发射抑制方法。项目中采用机械剥离法和等离子体化学气相沉积方法制备石墨烯样品。采用扫描电子显微镜和二次电子发射特性测试平台,研究石墨烯的二次电子发射系数(SEY)和能谱分布。结合多种微纳加工分析技术, 研究晶体质量、拓扑结构缺陷、纳米结构等对SEY的影响规律。优化实验设计，发展低二次电子发射系数、高均匀性和优良环境稳定性相统一的可控SEY抑制方法。.本项目的开展可以进一步深入研究电子与材料的相互作用过程和机制，通过系统研究石墨烯的二次电子发射特性，为航天科技和真空电子学器件中的二次电子倍增效应提供新的抑制技术，拓展石墨烯在航天科技和国民经济中的应用。

二次电子发射抑制技术成为制约粒子加速器、大功率空间微波技术等领域发展的关键问题之一。本项目提出构建基于石墨烯的二次电子发射调控体系，发展可控的二次电子发射抑制方法。在项目实施中，系统研究了石墨烯的二次电子发射特性，国内首次发展了基于石墨烯镀膜的金属微放电效应可控抑制技术。二次电子发射抑制幅度最大可超过60%，大功率卫星有效载荷微放电阈值可提升超过10倍，结合纳米孔构造技术，理论上杜绝了金属微放电效应的发生，可应用于新一代导航卫星等国家重大工程。项目支持的研究共发表（已接收）学术论文5篇，申请发明专利9项，发表中国国防科技报告2篇。