在微通道板输出端镀制一层逸出功更高的金属膜以覆盖原有的镍铬电极，从而减小微通道板输出电子的动能以及在荧光屏上的弥散，提高微通道板的分辨力.实验结果表明，在微通道板的输出端镀制一层20 nm厚的银层（逸出功为4.3 eV）后，微光像增强器的分辨力从60 lp/mm提高到64 lp/mm，提高了6.6%；而镀制一层20 nm厚的铂层（逸出功为6.4 eV）后，超二代像增强器的分辨力从60 lp/mm提高到68 lp/mm，提高13%.在分辨力提高的同时，微通道板的增益会下降，镀银和镀铂后的微通道板，增益分别下降到原有值的74%和33%.金属膜的逸出功越高，分辨力提高的百分比越高，增益下降的百分比也越高.所以采用该方法来提高微通道板分辨力时，需要采用高增益的微通道板，从而使微通道板的增益下降以后仍能满足使用要求.

为了简便快捷地计算微波击穿电场, 依据电子扩散模型的基本理论, 结合气体放电的基本参量, 应用特征扩散长度的概念, 给出了适合于规则结构微波部件的击穿电场的计算方法。为避免各种气体参数的不确定性对计算准确度的影响, 对等效直流电场与特征扩散长度之间的实验关系进行了拟合, 并根据等效直流电场的定义, 得出了一个适用于较高气压范围的击穿电场计算表达式。为了将该计算表达式扩展到更低的气压范围, 综合考虑了电子扩散模型和基于二次电子发射现象的真空微放电机理, 引入了一个合理形式的等效扩散长度, 进一步给出了适合于更广气压范围的微波击穿电场的计算表达式, 计算结果更符合A.D.Macdonald的实验结果。

提高微通道板（ Micro-channel Plate，MCP）的综合性能一直都是器件使用性能提升首要解决的关键问题。纳米薄膜材料的发展及其制备技术的成熟为微通道板性能提升提供了契机，使用原子层沉积（Atomic Layer Deposition，ALD）技术，在微通道板的通道内壁生长一层 Al2O3薄膜作为高二次电子发射层，以增强通道内壁的二次电子发射能力，从而提升微通道板的增益性能。通过调节 ALD沉积过程中的循环数，腔室反应温度和前驱体反应时间，分析工艺条件改变对 MCP二次电子增益的影响。结果表明 ALD沉积工艺参数对 MCP二次电子增益有很大影响，使用适当的工艺参数，可得到具有高二次电子增益的 MCP。

为了研究MgO晶体和二次电子发射效率间的关系, 分析了直接沉淀镁盐法生成Mg(OH)2以及三段式温度煅烧Mg(OH)2制备MgO晶体的过程, 并使用扫描电镜和XRD对制成的MgO晶体进行了表征。在此基础上, 采用第一性原理对MgO晶体的能带结构和态密度进行了计算, 分析了晶体表面的结晶取向对MgO二次电子发射系数的影响。实验结果表明, 本方法制备的MgO为立方晶体, 且晶粒尺寸均匀分布在40.65 nm附近, 晶面取向为(200)、(111)、(220), 并沿(200)取向择优生长。常见的(110)、(100)和(111)三种晶面取向中, 表面(110)取向的MgO晶体禁带宽度最低, 材料表面的二次电子发射系数相对较高。

采用电子束蒸镀工艺制备氧化钙掺杂氧化镁复合介质保护膜并深入分析了制备温度对该复合保护膜透过率及二次电子发射效率的影响。实验表明，高温制备能够使复合薄膜表面形貌更为致密，结晶粒径增加，薄膜的透过率和发光效率提高。当制备温度为300 ℃时，复合薄膜的形貌更为致密平整，裕度从25 V增加到32 V，发光效率从1.70 lm/W提高到1.91 lm/W，提高了12.35 %。

实验中制备了W-Re,W-Sc,W-Zr,W-Y合金阴极,其中Re,Sc,Zr,Y元素所占合金阴极材料的质量分数都为5%。二次电子发射系数测试结果显示,Re掺杂合金阴极对提高纯钨阴极二次电子发射能力显著,掺杂5% Re的W-Re合金阴极材料具有最大二次电子发射系数,其值为1.8,相比于纯钨阴极,能够提高80%。鉴于Re对提高纯钨阴极二次电子发射能力显著,对Re掺杂质量分数分别为20%,10%,6%,5%,4%,3%W-Re合金阴极材料二次电子发射系数进行了研究,发现随着Re在W-Re合金阴极材料中含量的降低,其二次电子发射系数在不断增大,仅当Re含量下降至5%左右时,合金阴极具有最大二次电子发射系数,继续下降至4%,合金阴极二次电子发射系数不但没有升高,相反下降至1.41,当下降至3%时,合金阴极二次电子发射系数值迅速降低为1.1。

二次电子发射直接影响法拉第探测器测量质子束流的精度，减小或消除二次电子发射的影响是提高束流测量精度的关键。根据二次电子补偿原理设计了二次电子补偿型同轴法拉第探测器，实验发现探测器测量质子束流强度时不能完全实现二次电子补偿。为改进和完善探测器的设计，从理论上分析了补偿片未能完全消除二次电子对束流测量影响的原因，是由于补偿片前向发射二次电子数目大于收集极后向发射二次电子数目所致。为此设计了质子束穿过金属箔发射二次电子测量装置，测量得到能量为5~10 MeV质子穿过10 μm厚铜箔时前向与后向发射二次电子产额，验证了理论分析的正确性。

当前国际上基于Vaughan二次电子模型的材料数据库十分丰富，且其数据均经过大量实验验证，具有很高的实验精度和可信度。为了将这些数据库融入到自主开发的电磁粒子联合模拟平台，完善和提高电磁粒子混合算法的计算精度，在对经典Vaughan模型做了深入研究的基础上，成功地推导出产生二次电子数目的计算方法。此外，为了使经典Vaughan二次电子发射理论更便捷和完整地应用到实际工程应用当中，还对二次电子出射能量以及二次电子出射角度的计算等实际问题做了进一步的拓展性研究。数值计算结果验证了拓展后Vaughan模型算法的准确性和鲁棒性。

研究了B掺杂金刚石膜的负电子亲和势(NEA)的行为。对于B2H6/CH4为10 mg/L和2 mg/L的样品, 一次电子能量为1 keV时最大二次电子发射系数(SEE)分别达到18.3和10.9。值得注意的是, 这两个样品在测试前已在大气中搁置了几个星期, 并且测量前未经过任何处理。如此高的SEE表明, 样品在大气中暴露后NEA效应仍得到了保留。另外, 10 mg/L B2H6/CH4 掺杂样品在酸溶液中处理后NEA消失, SEE较低, 而在真空中加热后NEA 明显恢复, SEE在1 kV时达到10.2。