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常見(jiàn)的掃描電鏡電子槍陰極有哪幾種？看這里

閱讀：1004 發(fā)布時(shí)間：2022-8-17
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　　常見(jiàn)的掃描電鏡電子槍陰極有哪幾種？電子槍的作用是發(fā)射出作為電鏡照明用的電子源，所以說(shuō)電子槍是整臺(tái)電鏡很重要的部件，其性能的優(yōu)劣決定著電鏡圖像質(zhì)量的高低，商品電鏡的分辨力主要受電子槍的亮度所制約。

　　普及型掃描電鏡用的是鎢陰極電子槍，其陰極材料是用直徑為0.12~0.2mm的鎢絲制作成發(fā)夾(V)形或針尖(Y)形狀，并通過(guò)電流直接加熱來(lái)發(fā)射電子的，它是一種常用的陰極。相對(duì)來(lái)說(shuō)，“Y”形比“V”形的發(fā)射束流密度更大一些，亮度也更亮一些，但發(fā)射的總束流“Y”形比“V”形的要小一些，束流的穩(wěn)定性也差一些，壽命也較短，因而這幾年來(lái)商品電鏡中較少采用“Y”形鎢陰極。“V”形比“Y”形發(fā)射的總束流不僅大一些，而且穩(wěn)定性也較好、壽命也較長(zhǎng)，它是現(xiàn)代普及型電鏡和電子探針?lè)治鰞x中常采用的陰極。

　　還有一種以金屬銥(Ir)絲為基材，氧化釔(Y03)為電子發(fā)射涂層的氧化物陰極，這種陰極與發(fā)夾形鎢陰極相比較，其正常的發(fā)射電流和壽命都分別比發(fā)夾形鎢陰極的大和長(zhǎng)，有的電鏡也采用這種材料作為電鏡的電子槍陰極。

　　另一種亮度更高的陰極是采用堿土或稀土金屬的硼化物來(lái)作陰極的發(fā)射體，它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)是硼化物，屬六方晶系，如LaB6、CeB6、YB等，其中LaB6應(yīng)用比較多，其次為CeB6，目前也有幾種型號(hào)的電鏡使用CeB作陰極。早期的LaB陰極多數(shù)采用旁熱式加熱的方式來(lái)激發(fā)電子，而近年來(lái)的LaB6陰極都改用直接加熱的方式來(lái)激發(fā)電子，有的廠家的電鏡把電子槍中的陰極設(shè)計(jì)為鎢和LaB6兩種陰極可以互換的電子槍，前提是電子槍內(nèi)的真空度要達(dá)到LaB6陰極能正常工作的高真空環(huán)境。這種硼化物陰極的亮度和正常使用的壽命均約為發(fā)夾形鎢陰極的10倍。

　　要提高電鏡的圖像分辨力，首先需要有高亮度的照明源，所以高分辨電鏡用的電子源都是場(chǎng)發(fā)射電子槍。它是利用場(chǎng)致發(fā)射效應(yīng)來(lái)發(fā)射電子的，陰極仍然選用鎢材料來(lái)作為基本的發(fā)射體。場(chǎng)發(fā)射陰極又有冷場(chǎng)發(fā)射和熱場(chǎng)發(fā)射之分，由于電子的逸出功與電子所離開(kāi)的發(fā)射體的晶體取向有關(guān)，所以陰極材料鎢一定是一個(gè)選定取向的單晶體。其晶面軸向常用密勒指數(shù)(MillerIndices)，又稱為晶面指數(shù)，即以<hkI>來(lái)表示。冷場(chǎng)選定的鎢陰極單晶體通常為<111>或<310>軸向，相對(duì)來(lái)說(shuō)冷場(chǎng)發(fā)射的束流密度較大，但由于發(fā)射部位非常尖而細(xì)小，總的束流和束斑卻相對(duì)較小，且穩(wěn)定性較差。熱場(chǎng)選定的鎢陰極單晶體通常為<100>軸向，熱場(chǎng)發(fā)射的束流密度雖比冷場(chǎng)略小一些，但發(fā)射的總束流和束斑都比冷場(chǎng)大，且穩(wěn)定性較好。現(xiàn)在冷、熱場(chǎng)發(fā)射陰極的正常點(diǎn)燃?jí)勖话愣寄艹^(guò)一萬(wàn)小時(shí)，這兩種不同的場(chǎng)發(fā)射陰極各有優(yōu)缺點(diǎn)，在市場(chǎng)上相互競(jìng)爭(zhēng)，各有特色。

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