一种基于第一性原理的二次电子产额的计算方法与流程

技术特征：
1.一种基于第一性原理的二次电子产额的计算方法，其特征在于：通过第一性原理的计算获取材料的能量损失函数和表面功函数，然后使用蒙特卡罗的模拟方法根据所述能量损失函数和表面功函数对材料内每个电子的每次散射碰撞过程进行跟踪，通过统计所有出射电子便可以获得材料的二次电子产额。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：第一性原理计算材料能量损失过程中，电子
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电子间的交换作用势采用广义梯度近似gga交换关联中的pbe形式对kohn
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sham方程和能量泛函进行自洽求解；进而根据介电函数理论计算材料的能量损失函数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：通过下述方式计算获取材料的能量损失函数：根据材料的晶体结构类型、元素种类、晶体尺寸常数，建立单元晶胞采用bfgs算法对上述单元晶胞进行几何结构优化；使用材料所含各原子的平面波赝势数据采用交换关联函数来求解kohn
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sham方程；获得材料的密度泛函之后判断求解的收敛性；在多次迭代满足阈值之后，利用电子跃迁概率公式计算晶体介电常数虚部，然后根据kramers
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kronig色散关系，计算出介电常数实部；进而获得材料的能量损失函数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：迭代过程的收敛精度为每个原子不低于5
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‑6ev，原子间的相互作用收敛为每个原子不高于5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在计算获取材料的能量损失函数之前，或者在计算获取材料的能量损失函数之后表面功函数之前，在材料的周期性晶格结构内部加入真空层，模拟材料晶体在界面上的能级结构；对于石墨面的slab模型层间距真空层不低于6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：蒙特卡罗的模拟方法对内电子在材料内的散射碰撞过程进行跟踪考虑弹性散射和非弹性散射，其中，弹性散射采用mott弹性散射模型，而非弹性散射采用penn介电函数模型。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：蒙特卡罗的模拟方法跟踪内电子在材料内的散射碰撞过程中对电子的动量方向进行洛伦兹变换得到散射后的直角系坐标，然后得到碰撞极化角和碰撞方位角，根据碰撞极化角和碰撞方位角计算碰撞后入射电子新的位置坐标的运动方向，进而模拟电子的所有运动过程。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：蒙特卡罗的模拟方法根据表面功函数、电子在材料界面的薛定谔波动方程和平面波函数的通解形式以及波函数边界连续条件，获得电子出射的透射系数，通过记录材料内每一个电子的出射情况统计获得材料的二次电子产额。

技术总结
本发明涉及一种基于第一性原理的二次电子产额的计算方法，通过第一性原理的计算获取材料的能量损失函数和表面功函数，然后使用蒙特卡罗的模拟方法根据所述能量损失函数和表面功函数对材料内每个电子的每次散射碰撞过程进行跟踪，通过统计所有出射电子便可以获得材料的二次电子产额。本发明对二次电子的计算不过不再需要对实验数据的依赖，而材料相关的参数如果通过实验获得成本高昂，本发明打破了这种对瓶颈，同时并不采用实验测量二次电子发射系数的反推式拟合方法，具有很好的通用型和推广价值。推广价值。推广价值。


技术研发人员：封国宝 李小军 李琪 李韵 王琪 杨晶 苗光辉
受保护的技术使用者：西安空间无线电技术研究所
技术研发日：2021.05.24
技术公布日：2021/10/18