微结构氮化硼表面低能电子诱导二次电子发射产额的蒙特卡洛建模
计算物理
2019-07-24 v1 材料科学
摘要
表面侵蚀和二次电子发射（SEE）已被确定为空间推进霍尔效应推力器通道壁中最关键的寿命限制因素。近期提出的基于微结构表面的壁概念旨在缓解表面侵蚀和二次电子发射。这些设计背后的思想是利用极高的表面积体积比，通过内部捕获和再沉积来减少二次电子发射和离子侵蚀。这导致研究相关推力器壁材料中的电子-电子过程重新受到关注。在这项工作中，我们通过对离散表面几何中电子-材料相互作用的随机模拟，给出了微孔六方BN表面中二次电子发射产额的计算。我们的模型由两部分互补组成。首先，我们利用电子多重散射过程的蒙特卡洛模拟，研究平面表面中作为初级电子能量和入射角函数的二次电子发射。随后将结果用于表示离散表面单元对使用光线追踪蒙特卡洛模型生成的单个电子射线的响应函数。我们发现，在霍尔推力器所经历的能量范围内，微孔表面导致二次电子发射产额降低超过50%。这表明这些微结构表面概念适用于缓解紧凑型电推进器件中与二次电子发射相关的问题。
引用
@article{arxiv.1902.08413,
title = {Monte Carlo modeling of low-energy electron-induced secondary electron emission yields in micro-architected boron nitride surfaces},
author = {Hsing-Yin Chang and Andrew Alvarado and Trey Weber and Jaime Marian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.08413},
year = {2019}
}