冷热场扫描电镜性能比较
冷热场扫描电镜性能比较一．电子发射源
热场在总发射电流（Total emissioncurrent）、最大探针电流（Maximum probecurrent）、电子束噪声（Beam noise）、发射电流漂移（Emissioncurrent drift）、工作真（Operatingvacuum）、阴极还原（Cathoderegeneration）、对外部影响的敏感性（Sensitivity to externalinfluence）等方面都具有绝对的优势。这些参数直接影响电镜的性能，这也是冷场发射所望尘莫及。
在阴极半径（Cathode radius）、有效电子源半径（Effective sourceradius）、发射电流密度（Emission currentdensity）、标准亮度（Normalisedbrightness）等方面，冷场发射略胜一筹。这几个参数总起来说就是冷场发射阴极的面积较小、能量集中，便于将电子束聚焦于一个很小的点，以提高分辨率。但是在现代的电镜技术条件下，热场发射电镜通过采取各种有效措施，也能够将电子束汇聚于一个理想的点，达到冷场发射电镜的分辨率水平。
二．电镜性能
1.稳定性
冷场发射电镜灯丝会吸附电子枪内的残留气体，随着时间的增长，发射电流越来越不稳定，需要定时（大约8小时一次）进行加热还原（flash，约需半小时），给使用维护带来不便。而热场发射电镜无此烦恼。
热场发射电镜的发射电流稳定度较好，漂移小于0.5%/h（ZEISS电镜可达到0.2%/h），而冷场发射则比这要大一个数量级。
2.最大探针电流
热场发射电镜探针电流一般可达10nA，而冷场电镜却要低约1个数量级。
3.工作真空度
热场发射电镜电子枪所需的工作真空度较低（≤1x10-8hPa），比较容易达到，一般只用一级离子泵就可以了。而冷场电镜的工作真空度要高2个数量级，一般要用两级离子泵，对真空密封等要求苛刻，娇气，难以维护。冷场发射电镜样品室的真空度要求也较高，这对于不太清洁、含水、含油、有气体析出的样品，抽真空就很困难。有多种型号的热场发射电镜具有低真空方式，而冷场电镜难以达到。
三．ZEISS SUPRA系列场发射扫描电镜特点
ZEISS SUPRA系列电镜为肖特基（Schottky）热场发射扫描电镜。目前欧美地区比较推崇热场发射电镜，而日本较热衷于冷场发射电镜。肖特基热场发射电镜与冷场发射电镜相比具有一定的优势。ZEISS场发射扫描电镜主要有如下特点：
1.探针电流较大，可达10nA（20nA可选），可容易进行BSE、EDS、WDS、EBSD、CL等分析。而一般冷场发射探针电流达不到这个数量级，有些分析工作（如WDS、EBSD、CL等）在冷场电镜上难以进行。
2.电子束噪声较小，<1%。
3.束流稳定度高，优于0.2%/h，适宜于长时间的各种精确分析。
上述两项指标其它厂家均未给出。在理论上冷场发射比热场发射要差一个数量级。
4.所需的工作真空度（包括电子枪真空度和样品室真空度）较低，对环境、样品要求不高。而冷场发射电镜的真空度比热场要高2个数量级，真空系统复杂，如样品不清洁、有挥发、放气等情况，抽真空较困难。
5.维护简便，且工作稳定。冷场电镜每天都需要Flash（阴极还原），且发射电流不稳定，使用维护麻烦。而热场电镜无此麻烦。
6.分辨率较高。ZEISS场发射电镜由于其独特的镜筒设计（GEMINI镜筒），具有优越的性能，高档扫描电镜分辨率可达1nm，不比冷场发射电镜差。
7.ZEISS场发射电镜具有极好的低加速电压性能，加速电压最低可达100V，且在100V时具有较高的分辨率，优于其它品牌。
8.超大样品室、全部坐标马达驱动样品台及较大的移动范围，为使用提供了极大的方便。
9.抽屉式样品室拉门，方便样品更换及大样品、形状复杂样品的观察。而冷场扫描电镜由于要求的真空度较高，不宜破坏样品室的真空，一般用“样品交换气锁”来更换样品，操作麻烦，且进出样品的尺寸、形状受限。
10.真空系统全自动控制，不需人工干预。
11.独特的环形In-lens二次电子探测器，探测效率高、圆周对称。而其它厂家的In-lens探测器安装在一侧，且结构复杂。
12.ZEISS热场扫描的有些型号具有独特的VP（可变压力）工作方式，压力范围2～133Pa。冷场发射电镜一般没有可变压力（低真空）工作方式。
13.采用电磁、静电复合式物镜，杂散磁场小，可对铁磁体样品进行高分辨率成像。
14.末级光栏采用多孔光栏结构，用电磁方式进行更换和对中调整，操作方便。镜筒上无需用户调整的部件。
15.德国制造，设计先进，工艺考究。物镜、分子泵、电路板散热器件均用水冷，冷却水恒温，大大增强了稳定性、可靠性和可重复性。
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