场发射扫描电子显微镜(fesem)是电子显微镜的一种。这种显微镜分辨率高、景深大、图像更富立体感、放大倍数可调范围宽等优点而被广泛应用于半导体、无机非金属材料及器件等的检测。随着我国经济的迅速发展,高校、科研单位、企业等大量引进了场发射扫描电子显微镜。
这里小编简单的介绍一下冷、热场发射扫描电镜的差别。
首先是电子源,冷热场发射源各有优势。热场在总发射电流(total emission current)、大探针电流(maximum probe current)、电子束噪声(beam noise)、发射电流漂移(emission current drift)、工作真空(operating vacuum)、阴极还原(cathode regeneration)、对外部影响的敏感性(sensitivity to external influence)等方面都具有一等的优势。这些参数直接影响电镜的性能;冷场在阴极半径(cathode radius)、有效电子源半径(effective source radius)、发射电流密度(emission current density)、标准亮度(normalised brightness)等方面略胜*。这几个参数总起来说就是冷场发射阴极的发射面积较小、能量集中,便于将电子束聚焦于一个很小的点,以提高分辨率。不过在现代的电镜技术条件下,热场发射电镜通过采取各种有效措施,也能够将电子束汇聚于一个理想的点,达到冷场发射电镜的分辨率水平。
具体到性能上来说,冷场发射电镜灯丝要吸附电子枪内的残留气体,随着时间的增长,发射电流越来越不稳定,需要定时(大约8小时一次)进行加热还原(flash,约需半小时),给使用维护带来不便。而热场发射电镜无此烦恼。
而从实际工作上来讲,热场发射电镜电子枪所需的工作真空度较低(≤1x10-8hpa),比较容易达到,一般只用一级离子泵就可以了。而冷场电镜的工作真空度要高1~2个数量级,一般要用两级离子泵,对真空密封等要求苛刻。冷场发射电镜样品室的真空度要求也较高,这对于不太清洁、含水、含油、有气体析出的样品,抽真空就很困难。