采用与同类商业软件比对的方法，在THz折叠波导行波管算例中对自编NEPTUNE3D程序的有限电导率模块进行有效验证和确认，包括冷腔损耗与计及损耗的热腔增益。比对结果表明：冷腔损耗计算相对误差在3%～4%左右，计及损耗的热腔最佳增益相对误差及最佳工作电压漂移相对误差均在2%左右。通过不同软件、冷腔损耗与热腔增益的比对，验证了有限电导率模块正确性和可靠性。此外，还对加工因素导致结构参数变化对冷腔损耗特性影响，做了规律性讨论。

针对THz频段微电真空器件波导壁面材料电导率及加工粗糙度引发损耗的模拟需求，研制了有限电导率模块，并将其添加进三维全电磁粒子模拟大规模并行程序NEPTUNE3D。介绍了有限电导率的时域有限差分显格式及时谐场近似解方法，针对上述方法的优缺点，提出了基于扩散方程隐格式的有限电导率模块算法，该算法具备无条件稳定、普适性好的优点。利用矩波导常见电磁波模传输损耗算例，测试了自编的有限电导率模块，测试结果与理论值及同类商业电磁软件计算结果进行了比对，验证了模块的可靠性。利用添加有限电导率的三维全电磁粒子模拟程序NEPTUNE3D，模拟了材料电导率以及表面粗糙度对0.22 THz折叠波导行波管性能的影响，模拟结果表明,材料电导率及表面粗糙度会显著降低器件输出功率和增益水平。综合色散关系、耦合阻抗、衰减常数等因素，给出了器件结构参数设计建议，并指出：通过增加电子束流、注入信号功率以及慢波结构周期数目等方式可一定程度上提高器件输出功率水平。

针对金属双边二次电子倍增现象, 分析给出了电子共振方程、共振相位、相位聚焦条件以及碰撞电势; 并根据二次电子发射的材料特性, 研究了金属双边二次电子倍增的敏感区间。利用蒙特卡罗方法抽样选取电子初始发射能量和角度, 数值研究了二次电子倍增的敏感区间, 并与理论结果进行了比对, 给出了二次电子数目随时间的增长关系。利用材料二次发射特性的经验公式, 辅以电子碰撞角和碰撞能量计算以及对二次电子初始能量和发射角度的蒙特卡罗随机抽样算法, 编制了3维全电磁粒子模拟程序NEPTUNE的金属边界二次电子发射功能模块, 模拟金属双平板二次电子倍增过程, 获得了二次电子倍增物理图像、二次电子数目随时间演化规律等结果。模拟结果不仅验证了理论分析, 还表明在合适的条件下, 空间电荷限制作用将导致二次电子倍增的饱和。