直流电压脉冲对铜表面附近高真空电击穿的影响

真空电击穿，亦称真空电弧，是许多在其部件表面附近施加高电场的器件中的限制因素。理解导致击穿事件的过程可能有助于减轻其发生，并为提高耗能器件的工作效率提供思路。表面在给定电场值下的性能稳定性受 conditioning 状态影响，即表面暴露于该电场的时长。因此，优化表面 conditioning 程序可显著加快高压应用的准备步骤。本文中，我们使用脉冲直流系统优化铜电极的表面 conditioning 程序，重点关注击穿后电压恢复、可变重复率以及脉冲运行间长等待时间的影响。尽管实验尺度存在差异，从脉冲间隔 $10^{-4}$ s 到脉冲间断 $10^5$ s，实验表明脉冲间空闲时间越长，下一脉冲产生击穿的概率越高。我们还注意到次级击穿（即与先前击穿相关的那些）主要发生在电压恢复阶段。我们将这些事件与真空中残余原子在电极表面的沉积联系起来。在电压恢复阶段尽量减少暂停次数可降低因次级击穿事件造成的功率损失，从而提高表面 conditioning 的效率。