SJ 3195-1989 电子材料功函数的测试方法 SJ3195-1989 标准下载解压密码：www.bzxz.net

中华人民共和国机械电子工业部部标准SJ3195--89
电子材料功函数的测试方法
1989-02-10发布
1989-03-01实施
中华人民共和国机械电子工业部批准中华人民共和国机械电子工业部部标准电子材料功函数的测试方法
1主题内容与适用范围
1.1本标准规定了用扫描低能电子探针法测定电子材料的功函数，1.2本标准适用于固态金属、合金以及电子发射材料，2方法提要
SJ3195--89
扫描低能电子探针法是在减速场中测盘靶面（被试材料）各点与电子枪阴极间的接触电位差。同时也测出滤洁钨带与电子枪阴极间的接触电位差，利用钨带的功函数参考值4.54eV来确定被试靶面各点功函数的绝对值，其工作原理见图1A
图1减速场测量功函数的原理图
K—阴极；A—靶；E。真空能级；qo
E—费米能级；Φ枪阴极的功函数；@靶的功菌功数，
把束扫描管看成一等效二极管，在靶与阴极之间（电子枪的）加上一个低电压Vx.阴极出来的电子能否上靶，决定于Vx·如Vx小于靶与阴极的接触电位差，即Vx<（@-Φx）/e时，电子受到拒斥作用，不能上靶；当V>（Φk）/e时，中华人民共和国机械电子工业部1989-02-10批准1989-03-01实施
SJ3195-89
电子全部上靶。由于电子枪阴极经过老练，其功函数比较恒定，在短暂的测量时间内，可以认为不变，所以由V的数值变化就可以反映出靶功函数（Φ）的变化。实际上，阴极发射电子初能量是按麦克斯韦（Maxwell）分布的，所以V即使小于接触电位差，也仍有小部分上靶，上靶电流随Vx增大而上升，指数规律；当Vx>（Φ，一中）／e时。呈饱和状态，处于拒势下，上靶电流I服从下面的公式：p[e (Va+Vx)
I,loexp
式中：Io一电子枪发出的电子束束流；V.严（Φ-Φ）/e，阴极与靶之间的接触电位差；K—波尔兹曼常数；
T-阴极温度.
正确的测试状态是V<（5一）/e下，靶电流I量指数范围内，一般把I，固定在处。
因为电子束很细。@，只是电子束着靶点的功函数，调节V使着靶电流，等于，记录各点相应的V值。V.数值的分布，就反映了靶面上功函数的数值分布。其10
采样，统计与换算由微机自动完成，对于直径为3mm的圆形端面靶极.束径为15um的探针束，可探查三万个可辨的样点。三万个V，值形成的数值分布就反映了样品表面功函数的数值分布与统计平均值。
3测试设备
a。扫描低能电子探针测试仪；
b.动态真空系统，极限真空度优于1×10~p..c
函数记录仪；
d.示波器：
e.微光学高温计。
4试样制备
4.1一般将持测材料制成直径@3mm、厚为0.5mm的片材，最大允许试样尺寸为10，×10mm，厚度为6mm，
4.2根据电真空器件对管内部零件要求，将上述片材进行清洗，烧氢或真空除气、具体清洁处理规范视待测材料而异，5测试步骤bzxZ.net
5.1将已清洁处理的试样装配成靶组件，5.2将上述靶组件插人图2所示的动态真空系统样品分析室的样品架上。调节样品2-
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架，使靶到达电子枪前指定的位留上，图2动态真空系统原理
1.机械泵2.电磁阀；3.吸附泵；4.超高真空阀：5.热偶泡、电离泡：6.升华泵：7.小冷泵；8.放气阀；9超高真空阅：10.微调阀；11.样品分析室12.B--A泡；13.650超高真空阀；14.2501/s冷泵；15.电子枪；16.靶组件；17.可调节样品架5.3抽真空，待真空度达到5×10-p.时，进行烘烤去气4h，待分析室内压力小于1×10-p，时，将扫描低能电子探针仪与动态真空系统上的电子枪、靶组件电路连接，5.4打开扫描低能电子探针仪与其他电子仪器，预热15min。5.5加热参考钨带，进行清洁处理。5.6输人测试程序进行测试，函数记录仪记录下待测材料的功函数统计曲线，记录面板上显示的功函数平均值与表征均匀性的半宽值，6精密度
本方法的精密度为土0.03eV。
7主要误差来源
a。能量扫描分隔不均
b.微电流放大器非线性失真。
钨带功函数的不可确定性。
d。钨带清洁不彻底。
e试样表面受污染。
8注意事项
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8.1试样装入测试前必须彻底清洁处理，表面不允许有他种物质残留，8.2对导电性差的半导体试样，测试时需对试样加热（但要低于热发射出现温度），以防表面充电，影响测试精度，
附加说明：
本标滩由南京工学院负责起草，本标准主要起草人陈德森。
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