场发射SEM的特征和应用
场发射扫描电镜的分类冷场: 只依靠电场发射电子,不需要对钨尖加温。
• 冷场钨尖在工作数小时后,其表面会吸附气体分子,导致电子束发射效率和稳定性大幅下降。• 需要每天至少对钨尖加热一次以去除残留气体分子。• 容易吸附气体分子影响电子束发射。• 束流稳定度> 5%/h。• 钨尖在室温环境下工作,发射效率低。• 最大束流<2nA。• 冷场对真空度的要求比热场高一个数量级。因此不能直接更换样品,需通过气锁更换样品。• 气锁体积小,极大限制了所观察样品的尺寸和形状。• 更换样品过程繁琐,且样品容易掉落。 热场:在对钨尖施加电场的同时,加热钨尖至1800K,使其发射电子。
• 钨尖始终在1800K温度下工作,因此钨尖始终保持清洁状态。不用定期加热。• 发射源不存在气体吸附现象。• 束流稳定度<0.5%/h。• 钨尖始终在1800K温度下工作。发射效率更高。• 钨尖表面沉积ZrO2,使钨尖获得最低的功函数,从而获得最高发射效率。• 最大束流>20nA。• 采用抽屉式拉门可以直接更换样品,且对样品尺寸和形状限制小很多。
热场发射扫描电镜(蔡司)SIGMA分辨率: 1.3 nm @ 20kV 1.5 nm @ 15kV 2.8 nm @ 1kV加速电压:0.1 - 30 kV SUPRA40分辨率: 1.0 nm @ 15kV 1.9 nm @ 1kV加速电压:0.02-30kV SUPRA55分辨率: 0.8 nm @ 15kV 1.6 nm @ 1kV加速电压:0.02-30kV
我们用的德国 ZEISS生产的SIGMA型热场电镜
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