场发射扫描电镜的分类及应用

　　场发射扫描电镜由电子枪发射电子束，经过一组磁透镜聚焦聚焦后，用遮蔽孔径选择电子束的尺寸后，通过一组控制电子束的扫描线圈，再透过物镜聚焦，打在样品上，在样品的上侧装有讯号接收器，用以择取二次电子或背向散射电子成像。

场发射扫描电镜是什么

　　场发射扫描电镜是电子显微镜的一种。该仪器具有超高分辨率，能做各种固态样品表面形貌的二次电子像、反射电子象观察及图像处理。该仪器利用二次电子成像原理，在镀膜或不镀膜的基础上，低电压下通过在纳米尺度上观察生物样品如组织、细胞、微生物以及生物大分子等，获得忠实原貌的立体感极强的样品表面超微形貌结构信息。 具有高性能x射线能谱仪，能同时进行样品表层的微区点线面元素的定性、半定量及定量分析，具有形貌、化学组分综合分析能力。

场发射扫描电镜的分类

　　冷场发射扫描电镜Zda的优点为电子束直径Z小，亮度Zgao，因此影像分辨率Zyou。能量散布Z小，故能改善在低电压操作的效果。为避免针尖被外来气体吸附，而降低场发射电流，并使发射电流不稳定，冷场发射式电子枪必需在10^-10torr的真空度下操作，虽然如此，还是需要定时短暂加热针尖至2500K(此过程叫做flashing)，以去除所吸附的气体原子。它的另一缺点是发射的总电流Z小。

　　热场发射扫描电镜是在1800K温度下操作，避免了大部份的气体分子吸附在针尖表面，所以免除了针尖flashing的需要。热式能维持较佳的发射电流稳定度，并能在较差的真空度下(10^-9torr)操作。虽然亮度与冷式相类似，但其电子能量散布却比冷式大3~5倍，影像分辨率较差，通常较不常使用。

冷场发射扫描电镜和热场发射扫描电镜的区别

　　一、电子发射源

　　热场发射扫描电镜在总发射电流、Zda探针电流、电子束噪声、发射电流漂移、工作真空、阴极还原、对外部影响的敏感性等方面都具有的优势。这些参数直接影响电镜的性能，这也是冷场发射扫描电镜所望尘莫及。

　　在阴极半径、有效电子源半径、发射电流密度、标准亮度等方面，冷场发射扫描电镜略胜一筹。这几个参数总起来说就是冷场发射阴极的面积较小、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。但是在现代的电镜技术条件下，热场发射扫描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，达到冷场发射扫描电镜的分辨率水平。

　　二、电镜性能

　　1、稳定性

　　冷场发射扫描电镜灯丝会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。

　　热场发射扫描电镜的发射电流稳定度较好，漂移小于0.5%/h(ZEISS电镜可达到0.2%/h)，而冷场发射则比这要大一个数量级。

　　2、Zda探针电流

　　热场发射扫描电镜探针电流一般可达10nA，而冷场发射扫描电镜却要低约1个数量级。

　　3、工作真空度

　　热场发射扫描电镜电子枪所需的工作真空度较低(≤10^-8hPa)，比较容易达到，一般只用一级离子泵就可以了。而冷场发射扫描电镜的工作真空度要高2个数量级，一般要用两级离子泵，对真空密封等要求苛刻，娇气，难以维护。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。有多种型号的热场发射电镜具有低真空方式，而冷场电镜难以达到。

场发射扫描电镜的应用

　　场发射扫描电镜，广泛用于生物学、医学、金属材料、高分子材料、化工原料、地质矿物、商品检验、产品生产质量控制、宝石鉴定、考古和文物鉴定及GA刑侦物证分析。可以观察和检测非均相有机材料、无机材料及在上述微米、纳米级样品的表面特征。

　　场发射扫描电镜的Zda特点是具备超高分辨扫描图像观察能力，尤其是采用Zxin数字化图像处理技术，提供高倍数、高分辨扫描图像，并能即时打印或存盘输出，是纳米材料粒径测试和形貌观察Z有效仪器。也是研究材料结构与性能关系所不可缺少的重要工具。