当电子与固体表面相互作用时，会有电子从固体表面逸出，如图1－5所示，这种现象称为二次电子发射［53］。二次电子发射是微放电过程最为基础的环节，是研究微放电的关键。通常把入射电子称为原电子或一次电子，把从固体表面逸出的电子称为次级电子或二次电子。二次电子包含了弹性散射电子、非弹性散射电子和真二次电子。
图1－5 二次电子发射示意图
能量Ep＝200 eV的入射电子激发的二次电子能量分布典型曲线如图1－6所示［53－55］。从图中可以看出，二次电子的能量分布曲线大体上可以分为三个部分：第一部分是在E＝Ep附近出现的峰，这部分电子的能量最高，该峰的位置是与入射电子的能量Ep相对应的，当Ep改变时，该峰的位置也相应改变，这些电子是从固体表面弹性散射的原电子；第二部分是在0～50 eV范围内出现的峰，这部分电子能量较低，这些电子是由原电子激发产生的真二次电子，通常占二次电子总数的绝大部分，这部分曲线的形状近似符合麦克斯韦分布；第三部分是介于前两个峰之间的区域，这部分的二次电子数量较少，没有明显的峰，这些电子是非弹性散射电子，由于该区域的电子所经历的碰撞情况不同，其能量损失也不同，因此，该部分电子的能量分布在一个很宽的范围内。
图1－6 入射电子能量为200 eV时二次电子能谱分布典型曲线［54］(www.xing528.com)
而在多数场合，微波工程师更关心二次电子的数量，通常采用二次电子发射系数δ来表征固体表面的二次电子发射特性。因为只有碰撞的平均二次电子发射系数大于1时才可能会发生微放电，所以二次电子发射系数的大小在一定程度上决定了微波部件的微放电阈值。二次电子发射系数定义为：
特定入射角度下二次电子发射系数是碰撞能量的函数，金属材料的典型二次电子发射系数曲线如图1－7所示［56］。对于大多数材料而言，二次电子发射系数随着碰撞能量的变化曲线具有相似的形状，只是曲线上的绝对值会因不同材料存在较大差异。二次电子发射系数第一次达到1的碰撞能量称为第一能量交叉点，采用E1表示；之后随着碰撞能量的增大，二次电子发射系数也增大，并在能量Emax处增加至最大值δmax；接着二次电子发射系数会随着碰撞能量的增大逐渐减小，并第二次达到1，此碰撞能量称为第二能量交叉点，采用E2表示。在两个能量交叉点处，二次电子发射系数等于1，从下一节介绍的微放电谐振模型可以看出，这两个能量交叉点分别对应微放电敏感区域的上下边界。
图1－7 二次电子发射系数典型曲线［56］
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