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扫描电镜电子枪阴极种类有哪些?

日期:2022-08-11

常见的扫描电镜电子枪阴极种类有哪些?下面泽攸科技小编为您介绍。电子枪的作用是发射出作为电镜照明用的电子源,所以说电子枪是整台电镜很重要的部件,其性能的优劣决定着电镜图像质量的高低,商品电镜的分辨力主要受电子枪的亮度所制约。

扫描电镜电子枪阴极 

普及型扫描电镜用的是钨阴极电子枪,其阴极材料是用直径为0.12~0.2mm的钨丝制作成发夹(V)形或针尖(Y)形状,并通过电流直接加热来发射电子的,它是一种常用的阴极。相对来说,“Y”形比“V”形的发射束流密度更大一些,亮度也更亮一些,但发射的总束流“Y”形比“V”形的要小一些,束流的稳定性也差一些,寿命也较短,因而这几年来商品电镜中较少采用“Y”形钨阴极。“V”形比“Y”形发射的总束流不仅大一些,而且稳定性也较好、寿命也较长,它是现代普及型电镜和电子探针分析仪中常采用的阴极。

还有一种以金属铱(Ir)丝为基材,氧化钇(Y03)为电子发射涂层的氧化物阴极,这种阴极与发夹形钨阴极相比较,其正常的发射电流和寿命都分别比发夹形钨阴极的大和长,有的电镜也采用这种材料作为电镜的电子枪阴极。

另一种亮度更高的阴极是采用碱土或稀土金属的硼化物来作阴极的发射体,它们的化学结构是硼化物,属六方晶系,如LaB6CeB6YB等,其中LaB6应用比较多,其次为CeB6,目前也有几种型号的电镜使用CeB作阴极。早期的LaB阴极多数采用旁热式加热的方式来激发电子,而近年来的LaB6阴极都改用直接加热的方式来激发电子,有的厂家的电镜把电子枪中的阴极设计为钨和LaB6两种阴极可以互换的电子枪,前提是电子枪内的真空度要达到LaB6阴极能正常工作的高真空环境。这种硼化物阴极的亮度和正常使用的寿命均约为发夹形钨阴极的10倍。

扫描电镜电子枪种类

要提高电镜的图像分辨力,首先需要有高亮度的照明源,所以高分辨电镜用的电子源都是场发射电子枪。它是利用场致发射效应来发射电子的,阴极仍然选用钨材料来作为基本的发射体。场发射阴极又有冷场发射和热场发射之分,由于电子的逸出功与电子所离开的发射体的晶体取向有关,所以阴极材料钨一定是一个选定取向的单晶体。其晶面轴向常用密勒指数(MillerIndices),又称为晶面指数,即以<hkI>来表示。冷场选定的钨阴极单晶体通常为<111><310>轴向,相对来说冷场发射的束流密度较大,但由于发射部位非常尖而细小,总的束流和束斑却相对较小,且稳定性较差。热场选定的钨阴极单晶体通常为<100>轴向,热场发射的束流密度虽比冷场略小一些,但发射的总束流和束斑都比冷场大,且稳定性较好。现在冷、热场发射阴极的正常点燃寿命一般都能超过一万小时,这两种不同的场发射阴极各有优缺点,在市场上相互竞争,各有特色。

 

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作者:泽攸科技