7.4.2 金属与铁氧体SEE数值模型与拟合
对于铁氧体环行器而言，其构成材料包括金属和铁氧体。对于铁氧体环行器微放电数值模拟，采用FDTD结合PIC的方法对电子在电磁场的驱动下在空间中的运动和电子运动对电磁场的影响进行模拟，采用SEE模型模拟粒子与材料边界微观作用过程。
SEE模型不仅描述了电子（入射能量为Ein，入射角度为θin）与材料碰撞时出射电子产额δ（Ein，θin）、能量分布dδ/dE与角度分布θ，还给出了对二次电子发射产生贡献的材料相关参数以及相应数学表达，是建立微放电数值模拟与阈值分析方法，进行电子轨迹追踪的必需模型。
针对铁氧体环行器的微放电数值模拟与分析，采用二次电子发射唯象模型（或行为模型）对空间中自由电子与环行器表面互作用进行表征，即在仿真过程中忽略粒子与材料表面互作用的微观物理过程。根据粒子运动位移进行判断，当粒子运动到材料表面并发生碰撞时，根据碰撞能量和角度，代入材料表面二次电子发射模型，计算得到出射粒子的产额、能量和角度，进行后续的迭代计算。一旦粒子与材料表面碰撞，则删除入射粒子数据。
本节的研究对象——铁氧体环行器腔体由铝合金镀银材料构成，铁氧体介质材料为柘榴石型铁氧体。如图7-15所示，针对铁氧体环行器腔体金属材料和铁氧体基片，加工尺寸约为10 mm×20 mm×1 mm的金属银样片与铁氧体样片，采用偏压电流法和收集电流法进行SEY测量，垂直入射情况下的测量结果如图7-16所示。由测试结果可知，铁氧体样片SEY最大值δmax0为2.37，对应的入射电子能量Emax0为300 eV；银样片SEY最大值δmax0为2.0，对应的入射电子能量Emax0为200 eV。采用修正后的Vaughan模型对SEY进行数值模拟，根据金属银和铁氧体二次电子发射特性测量结果对Vaughan模型进行拟合，建立铁氧体环行器微放电数值模拟所需的SEE数值模型。出射电子能量采用麦克斯韦分布或者β分布表征，出射电子角度分布采用经典余弦分布。
图7-15 铁氧体环行器组成材料样片
（a）银样片；（b）铁氧体样片
图7-16 铁氧体样片与银样片的SEY测量结果与模型拟合结果（附彩图）