場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡電子槍主要的發(fā)射機(jī)制不是靠加熱陰極,而是在尖陰極表面增加強(qiáng)電場(chǎng),從而降低陰極材料的表面勢(shì)壘,并且可以使得表面勢(shì)壘寬度變窄到納米尺度,從而出現(xiàn)量子隧道效應(yīng),在常溫甚至在低溫下,大量低能電子通過隧道發(fā)射到真空中,由于陰極材料溫度低,一般材料不會(huì)損失,因此壽命很長(zhǎng),可使用上萬(wàn)小時(shí)。
另外,兩者的系統(tǒng)真空度也不同。鎢燈絲掃描電鏡使用一般的高真空,兩級(jí)真空泵系統(tǒng)獲得0.001pa的真空度即可滿足,因此造價(jià)低。場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡使用超高真空,需要三級(jí)真空泵必須獲得0.0000001Pa以上的真空度才可以穩(wěn)定工作。
之所以會(huì)有這樣的區(qū)別原因在于:
(1)、電子槍尖陰極不耐較低的真空中被電離的離子轟擊,否則槍尖很容易被掃平而失效,這時(shí)候的性能還不如鎢燈絲。
(2)、電子槍陰極尖端在較低的真空下,吸附的氣體分子會(huì)急劇加大陰極材料的表面勢(shì)壘,造成電子槍發(fā)射不穩(wěn),亮度降低,所以必須使用超高真空一般是10^-8次方。
(3) 超高真空系統(tǒng)的造價(jià)明顯比鎢燈絲高很多。超高真空的潔凈度要好于鎢燈絲的一般高真空,因此很長(zhǎng)時(shí)間,也就是在燈絲壽命內(nèi),系統(tǒng)可以免清洗和維護(hù)。鎢燈絲掃描電鏡相對(duì)維護(hù)周期要短一些。
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