钨灯丝扫描电镜和场发射扫描电镜的区别
发表时间：2024-12-17 点击次数：435
钨灯丝和场发射扫描电镜的主要区别在于电子枪的类型、发射机制、系统真空度等方面。
钨灯丝扫描电镜和场发射扫描电镜的主要区别如下:
点源直径不同：钨灯丝电子枪阴ji使用0.1mm直径的钨丝制成V形（发叉式钨丝阴ji），使用V形的jian端作为点发射源，曲率半径大约为0.1mm；场发射电子枪阴ji使用0.1mm直径的钨丝，经过腐蚀制成针状的尖阴ji，一般曲率半径在100nm~1μm之间。
发射机制不同：钨灯丝属于热发射，使用温度一般在2600K~2800K之间；场发射电子枪主要的发射机制不是靠加热阴ji，而是在尖阴ji表面增加强电场，从而降低阴ji材料的表面势垒，并且可以使得表面势垒宽度变窄到纳米尺度，从而出现量子隧道效应。
电子枪控制方式和电子源直径不同：钨灯丝是三ji自给偏压控制，具有偏压负反馈电路，因此发射电流稳定度高；由于阴ji发射点源面积大，因此电子源尺寸也比较大，50~100μm，发射可达几十~150μA，但电子枪的亮度低。场发射电子枪没有偏压负反馈电路，外界电源的稳定度是决定因素，发射电流稳定度相比要低一些；由于尖阴ji发射电源面积很小100nm左右，没有明显的电子源，因此使用虚电子源作为电子光学系统设计的初始物而存在，电子虚源直径一般在2~20nm，电子枪亮度相比钨灯丝提高上千倍。
系统真空度不同：钨灯丝扫描电镜使用一般的高真空，两级真空泵系统获得0.001pa的真空度即可满足，因此造价低；场发射扫描电镜使用超 高真空，需要三级真空泵须获得0.0000001Pa以上的真空度才可以稳定工作。原因是电子枪尖阴ji不耐较低的真空中被电离的离子轰击，否则枪尖很容易被扫平而失效，这时候的性能还不如钨灯丝，其次电子枪阴jijian端在较低的真空下，吸附的气体分子会急剧加大阴ji材料的表面势垒，造成电子枪发射不稳，亮度降低，所以须使用超 高真空一般是10的-8次方。超 高真空系统的造价明显比钨灯丝高很多。
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