3.2.1　介质材料二次电子测量平台与原理

磁性介质不同于金属，材料本身具有较高的电阻率。当入射电子束轰击至磁性介质时，无法及时导走电荷，因此第2章中用于金属二次电子发射测量的偏压电流法不再适用。如图3-2所示，基于收集法进行介质二次电子发射特性测量。该装置由UHV腔体、样品传输通道、样品位置调节装置、入射电子枪、中和电子枪、中和离子枪、样品台、收集极、电子收集法拉第杯、高精度皮安电流表、数据收集和处理系统等组成。UHV腔体由两级腔体组成：一级为进样腔，采用机械泵抽真空，真空度≤1 Pa；另一级为二次电子发射测试腔体，采用机械泵和分子泵联合抽真空，真空度≤10-7 Pa。针对介质SEY曲线测量，采用入射脉冲电子枪作为入射电子束源；采用中和电子枪和中和离子枪对介质表面积累电荷进行中和；采用法拉第杯作为收集极，收集从样品表面出射的二次电子。

图3-2　基于超高真空腔的介质二次电子发射实验测量原理

介质的SEY并非直接通过测量入射电子和出射电子数目得到，而是通过测量入射电流和出射电流并计算得到：

式中，Ico——从收集极收集得到的二次电子电流，包括真二次电子和背散射电子，A；

Is——未放置样品时从样品台收集得到的电流，A。测量介质SEY时，首先测量得到总入射电流，即Ico+Is。首先，在收集极和样品台均加载+40 V偏压，且样品台上不放置样品，在电子束入射后同时收集收集极和样品台上的电流，得到总电流。其次，将样品传送至样品台，在收集极上加载+40 V偏压，在电子束入射后收集收集极上的电流，得到二次电子电流Ico。根据式（3-1）进行计算，得到一定入射电子能量下的SEY。最后，根据产额进行中和，测试下一个入射电子能量点。对样品台倾斜角度进行调整，可得到不同入射角度下的SEY曲线。