高功率微波及材料特性参数对沿面击穿的影响

？为研究高功率微波及材料特性参数对介质沿面闪络击穿过程的影响，采用自编的1d3vpic-mcc程序，通过粒子模拟手段，得到了电子与离子数目、电子及离子密度分布、空间电荷场时空分布、电子平均能量、放电功率、表面沉积功率、激发电离损耗功率、电离频率等重要物理量。结果表明：电离频率随场强增加而增加,达到饱和后缓慢下降，强场诱发的二次电子数目更多导致本底沉积功率增高；电离频率随频率减小而增加,达到饱和后缓慢下降，频率太高会抑制次级电子倍增；因此，低频强场下击穿压力较大；反射引发表面电场下降及磁场增加效应，降低表面场强虽使表面击穿压力下降，但磁场的增加会导致二次电子倍增起振时间缩短，且会增加器件内部击穿风险；圆极化相对线极化诱导二次电子数目更多、本底沉积功率更高，击穿风险增加；短脉冲产生电子、离子总数少，平均能量低，沉积功率低，击穿风险低于长脉冲;脉冲上升时间的缩短和延长，只会提前或推后击穿时间，并不会改善击穿压力;材料二次电子发射率的增加会给击穿造成巨大压力，表面光滑度对击穿过程影响不大;电离频率和电子平均能量随释气压强增加均先增加后减小，低气压二次电子倍增占优,高气压碰撞电离占优。