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六硼化鈰(CeB6)燈絲讓臺式電鏡成為電鏡界閃耀的新星

 釋出時間₪✘:2016-02-24 點選量₪✘:4257

 

在掃描電鏡的設計中₪•,電鏡的燈絲就好比汽車的發動機₪•,汽車發動機的型別決定著汽車的排量₪•,扭矩₪•,加速時間等₪•,同樣₪•,掃描電鏡所用的燈絲也決定著電鏡圖片的解析度₪•,成像襯度及信噪比◕₪•↟。選定了汽車的發動機就需要選擇與之相匹配的底盤₪•,車架₪•,變速器◕₪•↟。而對掃描電鏡來說₪•,選定了掃描電鏡所使用的燈絲₪•,就需要選擇與之相匹配的真空系統₪•,電子光學系統及成像系統◕₪•↟。

 

飛納臺式掃描電鏡是臺式 SEM 中*選用六硼化鈰 (CeB6) 燈絲的電鏡₪•,其他品牌如日立₪•,日本電子₪•,韓國酷賽目₪•,韓國賽科等均選用普通的鎢燈絲◕₪•↟。六硼化鈰燈絲類似於透射電鏡中常用的六硼化鑭燈絲₪•,其亮度為鎢燈絲的 10 倍₪•,電子源尺寸更小₪•,單色性更強₪•,有利於在樣品上形成更小更亮的電子束斑₪•,得到的電鏡圖片解析度更高₪•,信噪比更強◕₪•↟。

 

下圖為兩類不同的燈絲外觀影象₪✘:

 

 

這三種燈絲的效能對比如下₪✘:

 

 

依次對比上表所列特性₪✘:

 

01.電子源大小
電子源大小為電子槍發射出電子後經韋氏帽匯聚後所形成的電子束斑₪•,六硼化鑭和六硼化鈰燈絲明顯小於鎢燈絲₪•,更有利於經過聚光鏡和物鏡匯聚後形成更小的電子束斑₪•,從而得到更好的解析度;

 

02.亮度
亮度為燈絲單位面積內的電子流強度₪•,亮度越高₪•,越有利於得到更充足的訊號₪•,提高圖片的信噪比和清晰度◕₪•↟。六硼化鑭和六硼化鈰燈絲的亮度為鎢燈絲的10 倍₪•,因此可以得到信噪比更好的圖片;

 

03.能量寬幅
能量寬幅代表燈絲髮射出的電子的單色性₪•,能量寬幅越小代表燈絲髮射出的電子單色性越好₪•,能量也越集中₪•,能量集中有助於減小透鏡色差₪•,形成更小的束斑從而提高解析度₪•,六硼化鑭和六硼化鈰燈絲髮射的電子單色性更高₪•,解析度更高;

 

下圖為使用六硼化鈰 (CeB6) 燈絲的飛納臺式掃描電鏡與使用普通鎢燈絲臺式電鏡同一樣品的效果對比可知₪•,六硼化鈰燈絲臺式電鏡的解析度更高₪•,信噪比更強◕₪•↟。

 

 

04.陰極溫度
陰極溫度也就是燈絲的工作溫度₪•,工作溫度越低₪•,燈絲的揮發也就越慢₪•,壽命也會越長₪•,六硼化鑭和六硼化鈰燈絲的工作溫度遠低於鎢燈絲₪•,因此它們的壽命比鎢燈絲長很多◕₪•↟。下圖為六硼化鈰和六硼化鑭隨溫度變化的揮發速率對比₪•,可見在 1800℃ 的工作溫度下₪•,六硼化鈰揮發速度比六硼化鑭更慢₪•,其壽命更長 (>1500h)₪•,而六硼化鑭只有 1000h 的壽命◕₪•↟。

 

 

05.使用壓力
使用壓力即為燈絲正常工作需要的真空度₪•,六硼化鑭和六硼化鈰燈絲需要的真空度 (10-5Pa) 比鎢燈絲 (10-3Pa) 更高₪•,因此他們對真空系統的要求也會更高◕₪•↟。

 

06.壽命
壽命即為燈絲的正常使用時間₪•,由於鎢燈絲的壽命只有 50-100h₪•,因此使用鎢燈絲作為電子源的電鏡需要經常更換燈絲₪•,而使用六硼化鑭和六硼化鈰燈絲的電鏡則不需要◕₪•↟。

 

綜上可知₪•,使用六硼化鈰 (CeB6) 燈絲的飛納臺式掃描電鏡其電鏡影象解析度和信噪比都較使用普通鎢燈絲的臺式電鏡要更好₪•,且燈絲壽命更長₪•,不需要頻繁更換燈絲◕₪•↟。飛納臺式電鏡之所以能在所有臺式電鏡中*使用高效能的六硼化鈰 (CeB6) 燈絲₪•,還是得益於其的三倉分離真空技術₪•,能在臺式電鏡狹小的空間中為燈絲提供高的真空度 (10-5Pa) ₪•,並且在更換樣品時不影響燈絲倉的真空度◕₪•↟。飛納鏡傳承於 FEI 的低真空環掃技術保證了飛納臺式電鏡可以地利用六硼化鈰這一優異效能的燈絲₪•,而其他的臺式掃描電鏡生產廠家是做不到的₪•,這也是飛納臺式電鏡近幾年的異軍突起的原因之一◕₪•↟。

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