【技术实现步骤摘要】
一种引导自由电子透过固体的方法及固体结构
[0001]本专利技术属于电子束技术、真空电子技术、气体电子技术、等离子体
，具体涉及一种引导自由电子透过固体的方法及结构。
技术介绍
[0002]电子束在高真空中产生、在高真空中加速，但在很多情况下需要在存在气体的环境中工作，例如在材料加工领域、材料表征领域和消毒领域，电子束需要在常压或低真空条件下，与液体、固体等介质发生相互作用。为此，需要电子窗隔绝产生和加速自由电子的真空环境和工作环境。在这种情况下，由压强梯度导致电子窗必须工作在复杂的、有时接近一个大气压的苛刻力学环境，需要优良的力学性能。另一方面，为使自由电子透过，需要克服晶格中原子的库伦势场，并激励声子产生而巨大的热流密度，导致明显的温升，在这种情况下，必须通过降低电子窗厚度，以缩短自由电子和电子窗晶格的相互作用距离。因此，电子窗需要在高温、微纳米量级微小厚度条件下保持优良的力学性能，选材和制造工艺十分苛刻，为保持稳定性、降低成本、提高工程适用性，只能提高电子束的能量，以降低对电子窗厚度的要求。这一状况基本上将电子束...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种引导自由电子透过固体的方法，其特征在于：所述固体的外表面具有相对的第一界面和第二界面，第一界面和第二界面之间具有多个空腔结构；所述方法包括：控制固体的第一界面接触自由电子；向固体施加电场，使得聚集在空腔结构的至少部分自由电子从第二界面逸出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括通过控制所述的第一界面或/和第二界面上的电荷分布，控制自由电子束透过区域的位置。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括对所述固体进行微波辐射加热以增加自由电子的通量密度。4.一种引导自由电子透过固体的方法，其特征在于：所述固体的数量为至少两个，每个固体的外表面具有相对的第一界面和第二界面，第一界面和第二界面之间具有多个空腔结构；所述至少两个固体依次排列，除首个固体外的每个固体的第一界面均与前一个固体的第二界面保持相对；所述方法包括：控制每个固体的第一界面接触自由电子；向每个固体施加电场，使得聚集在空腔结构的至少部分自由电子从第二界面逸出。5.一种有利于自由电子透过的固体结构，其特征在于：所述固体结构的外表面具有引入自由电子的第一界面和自由电子逸出的第二界面；所述第一界面和第二界面相对，二者之间具有多个空腔结构；至少部分所述空腔结构内部设置有一个或多个具有尖锐凸起形状的电场集中结构。6.根据权利要求5所述的固体结构，其特征在于：第一界面和第二界面之间设有至少两层薄壁空腔构件；每层薄壁空腔构件均由多个空腔组成；空腔内部为稀薄气体环境或高真空环境。7.根据权利要求6所述的固体结构，其特征在于：相邻两层薄壁空腔构件所包含的空腔中，仅有一部分相互连通而不能全部地彼此连通。8.根据权利要求6所述的固体结构，其特征在于：相邻两层薄壁空腔构件所包含的空腔结构全部联通而形成通孔结构。9.根据权利要求5所述的固体结构，其特征在于：所述电场集中结构是准零维纳米结构、准一维纳米结构或准二维纳米结构。10.根据权利要求9所述的固体结构，其特征在于：部分所述电场集中结构的表面设置有一种或多种电场增强准零维纳米结构、准一维纳米结构或准二维纳米结构。11.根据权利要求9所述的固体结构，其特征在于：所述第二界面与气体或真空环境相邻的一侧，设置一种或多种电场增强准零维纳米结
构、准一维纳米结构或准二维纳米结构。12.根据权利要求9所述的固体结构，其特征在于：所述准零维纳米结构为空心的或者实心的球状、椭球状、多面体状、片状、分形结晶状和针状的颗粒。13.根据权利要求9所述的固体结构，其特征在于：所述准一维纳米结构为针状、柱状、棱台状、管状、线状或片状。14.根据权利要求9所述的固体结构，其特征在于：所述准二维纳米结构为单层或多层金属或半导体二维纳米材料。15.根据权利要求5所述的固体结构，其特征在于：第一界面和/或第二界面的表面周期性的设置有金属或半导体孤岛状结构。16.根据权利要求5所述的固体结构，其特征在于：所述第一界面和/或第二界面具有周期性的孔状或柱状结构。17.根据权利要求5所述的固体结构，其特征在于：所述电场集中结构的尖锐凸起形状的尖端垂直地指向第二界面。18.根据权利要求5所述的固体结构，其特征在于：至少部分电场集中结构与第一界面和第二界面的电导处...
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