电子源是扫描电子显微镜最重要的组成部分之一,是其最大性能的主要决定因素。在扫描电子显微镜中有三种常见的电子源。
钨丝
钨丝发夹是第一代电子显微镜的原始来源。它仍然是今天最常用的来源,尤其是在低成本的中小型企业中。钨源相对便宜,在常规使用SEM时可以快速、容易地更换。
虽然它们是成本最低的选择,钨发射器也提供最低的性能与其他电子源相比。钨发夹的理论分辨率比实验室分辨率差6晶体或feg,因为发夹的发射面积大得多。钨源对新手来说也很难使用。它们必须在白热的温度下工作,大约2800K,但在样品交换过程中暴露在环境条件下。这种热循环产生了两个问题:它会造成光束照射的持续漂移,必须由用户手动校正。并导致钨源在运行过程中突然烧坏,用户必须关闭系统,更换钨源,重新对准新的钨源,然后重新启动之前的分析。
实验室6/ CeB6水晶
这些来源利用高度抛光的六硼化镧或六硼化铈晶体。这种晶体比钨丝多产生约10倍的电子。这些晶体源明显比钨丝更稳定,并且始终保持温度和真空状态,所以它们需要更少的调谐,持续时间更长。晶体源只需每隔几个月就需要对柱头进行调整,而不是像钨基和feg基薄片那样进行连续的聚焦-柱头-聚焦调整。
虽然这两种材料提供了相似的结果,但更新的CeB6近年来,由于它们具有更好的抗污性,因此寿命更长,因此污染源变得更加普遍。由于所有这些特性,系统由CeB提供动力6资源对于非专业用户来说是最容易使用的。
场发射枪
场发射枪(FEG)是目前可用的最强大的源,而场发射扫描电子显微镜(fe - sem)是在实验室中发现的,需要最高的性能和最好的分辨率。
场发射枪提供了出色的分辨率,可以看到更小的特征,更高的亮度,以更高的对比度获得更清晰的图像,并在低加速电压下提供更好的性能,以减少成像伪影。
这种高性能是有代价的。fe - sem通常是最昂贵的仪器,无论是初始购买和维护/维护费用。这是由于FEG本身的高成本,以及源要求在超高真空条件下运行所产生的成本增加。
大多数场发射系统是全尺寸的sme,但也有一些由FEG源驱动的自动化sme,甚至还有桌面fe - sme杰出人才灯塔.
近似源规范
| 规格//源类型 | 钨发夹 | 实验室6/ CeB6水晶 | 肖特基场发射枪 |
|---|---|---|---|
| 亮度(A /厘米2sr) | 106 | 107 | 5 x 108 |
| 分辨率@ 30千伏 | 3海里 | 2海里 | 1海里 |
| 分辨率@ 1kv | 50纳米 | 25海里 | 5海里 |
| 能量分散 | 3电动汽车 | 1电动汽车 | 0.3电动汽车 |
| 真空(mBar) | 10-1- 10-5 | 10-7 | 10-9 |
| 工作温度(K) | 2800年 | 1800年 | 1800年 |
| 寿命(小时) | One hundred. | 1,500 | 10000(总) |
| 成本来源 | $100 | 3000美元 | 15000美元 |
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