場發射掃描電鏡的分類及應用

　　場發射掃描電鏡由電子槍發射電子束，經過一組磁透鏡聚焦聚焦后，用遮蔽孔徑選擇電子束的尺寸后，通過一組控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡聚焦，打在樣品上，在樣品的上側裝有訊號接收器，用以擇取二次電子或背向散射電子成像。

場發射掃描電鏡是什么

　　場發射掃描電鏡是電子顯微鏡的一種。該儀器具有超高分辨率，能做各種固態樣品表面形貌的二次電子像、反射電子象觀察及圖像處理。該儀器利用二次電子成像原理，在鍍膜或不鍍膜的基礎上，低電壓下通過在納米尺度上觀察生物樣品如組織、細胞、微生物以及生物大分子等，獲得忠實原貌的立體感極強的樣品表面超微形貌結構信息。 具有高性能x射線能譜儀，能同時進行樣品表層的微區點線面元素的定性、半定量及定量分析，具有形貌、化學組分綜合分析能力。

場發射掃描電鏡的分類

　　冷場發射掃描電鏡Zda的優點為電子束直徑Z小，亮度Zgao，因此影像分辨率Zyou。能量散布Z小，故能改善在低電壓操作的效果。為避免針尖被外來氣體吸附，而降低場發射電流，并使發射電流不穩定，冷場發射式電子槍必需在10^-10torr的真空度下操作，雖然如此，還是需要定時短暫加熱針尖至2500K(此過程叫做flashing)，以去除所吸附的氣體原子。它的另一缺點是發射的總電流Z小。

　　熱場發射掃描電鏡是在1800K溫度下操作，避免了大部份的氣體分子吸附在針尖表面，所以免除了針尖flashing的需要。熱式能維持較佳的發射電流穩定度，并能在較差的真空度下(10^-9torr)操作。雖然亮度與冷式相類似，但其電子能量散布卻比冷式大3~5倍，影像分辨率較差，通常較不常使用。

冷場發射掃描電鏡和熱場發射掃描電鏡的區別

　　一、電子發射源

　　熱場發射掃描電鏡在總發射電流、Zda探針電流、電子束噪聲、發射電流漂移、工作真空、陰極還原、對外部影響的敏感性等方面都具有的優勢。這些參數直接影響電鏡的性能，這也是冷場發射掃描電鏡所望塵莫及。

　　在陰極半徑、有效電子源半徑、發射電流密度、標準亮度等方面，冷場發射掃描電鏡略勝一籌。這幾個參數總起來說就是冷場發射陰極的面積較小、能量集中，便于將電子束聚焦于一個很小的點，以提高分辨率。但是在現代的電鏡技術條件下，熱場發射掃描電鏡通過采取各種有效措施，也能夠將電子束匯聚于一個理想的點，達到冷場發射掃描電鏡的分辨率水平。

　　二、電鏡性能

　　1、穩定性

　　冷場發射掃描電鏡燈絲會吸附電子槍內的殘留氣體，隨著時間的增長，發射電流越來越不穩定，需要定時(大約8小時一次)進行加熱還原(flash，約需半小時)，給使用維護帶來不便。而熱場發射電鏡無此煩惱。

　　熱場發射掃描電鏡的發射電流穩定度較好，漂移小于0.5%/h(ZEISS電鏡可達到0.2%/h)，而冷場發射則比這要大一個數量級。

　　2、Zda探針電流

　　熱場發射掃描電鏡探針電流一般可達10nA，而冷場發射掃描電鏡卻要低約1個數量級。

　　3、工作真空度

　　熱場發射掃描電鏡電子槍所需的工作真空度較低(≤10^-8hPa)，比較容易達到，一般只用一級離子泵就可以了。而冷場發射掃描電鏡的工作真空度要高2個數量級，一般要用兩級離子泵，對真空密封等要求苛刻，嬌氣，難以維護。冷場發射電鏡樣品室的真空度要求也較高，這對于不太清潔、含水、含油、有氣體析出的樣品，抽真空就很困難。有多種型號的熱場發射電鏡具有低真空方式，而冷場電鏡難以達到。

場發射掃描電鏡的應用

　　場發射掃描電鏡，廣泛用于生物學、醫學、金屬材料、高分子材料、化工原料、地質礦物、商品檢驗、產品生產質量控制、寶石鑒定、考古和文物鑒定及GA刑偵物證分析。可以觀察和檢測非均相有機材料、無機材料及在上述微米、納米級樣品的表面特征。

　　場發射掃描電鏡的Zda特點是具備超高分辨掃描圖像觀察能力，尤其是采用Zxin數字化圖像處理技術，提供高倍數、高分辨掃描圖像，并能即時打印或存盤輸出，是納米材料粒徑測試和形貌觀察Z有效儀器。也是研究材料結構與性能關系所不可缺少的重要工具。