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常見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，所以說電子槍是整臺電鏡很重要的部件，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，并通過電流直接加熱來發(fā)射電子的，它是一種常用的陰極。相對來說，“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，它是現(xiàn)代普及型電鏡和電子探針分析儀中常采用的陰極。
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，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激發(fā)電子，而近年來的LaB6陰極都改用直接加熱的方式來激發(fā)電子，有的廠家的電鏡把電子槍中的陰極設(shè)計為鎢和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發(fā)射電子槍。它是利用場致發(fā)射效應(yīng)來發(fā)射電子的，陰極仍然選用鎢材料來作為基本的發(fā)射體。場發(fā)射陰極又有冷場發(fā)射和熱場發(fā)射之分，由于電子的逸出功與電子所離開的發(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>來表示。冷場選定的鎢陰極單晶體通常為<111>或<310>軸向，相對來說冷場發(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較小，且穩(wěn)定性較差。熱場選定的鎢陰極單晶體通常為<100>軸向，熱場發(fā)射的束流密度雖比冷場略小一些，但發(fā)射的總束流和束斑都比冷場大，且穩(wěn)定性較好。現(xiàn)在冷、熱場發(fā)射陰極的正常點燃壽命一般都能超過一萬小時，這兩種不同的場發(fā)射陰極各有優(yōu)缺點，在市場上相互競爭，各有特色。
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