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透射电镜（TEM）
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主题：【第八届原创】透射电镜TEM电子枪解读

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wulabobo
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发表于：2015/08/12 16:45:03 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
维权声明：本文为v2689957原创作品，本作者与仪器信息网是该作品合法使用者，该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为，我们将追究法律责任。
《电子显微分析》等书对电子枪的原理说明的比较分散，笔者对部分书籍中对电子枪的说明，进行了一个汇总并且并且写出了一些自己的看法。


透射电子显微镜的光源是电子枪，位于电镜的最上部，是产生电子的装置。对于电子显微镜来说，电子枪的种类不同，电子束的汇聚直径、能量的发散度也不同，这些都影响着透射电镜的性能。电子枪可分为热电子发射型和场发射型两种类型。
热电子发射型电子枪包括发夹式钨灯丝和六硼化镧单晶灯丝。工作时灯丝通电受热，在外加电场的作用下发射电子。钨灯丝的工作环境的真空度需要~10-3Pa，通常加热到~2800K时发射电子，光源尺寸~50μm。六硼化镧单晶灯丝的工作环境的真空度需要~10-5Pa，比钨灯丝高两个数量级，通常加热到~1800K时发射电子，比钨灯丝低1000K，光源尺寸~10μm，远小于钨灯丝。因此通常六硼化镧灯丝的电镜的性能优越于钨灯丝电镜。
场发射型电子枪是利用隧道效应，使金属内部的电子穿过低势垒的金属表面发射出来形成场发射。场发射型电子枪尖端材料是钨单晶，分为热阴极场发射和冷阴极场发射电子枪，工作时其光源尺寸为10-100nm。冷阴极电子枪以将钨的（310）面作为发射极，不需加热，在室温使用，其要求的真空度为10-8Pa，其能量发散度仅为0.3~0.5eV，有非常好的分辨率，但是由于其是在室温发射电子，在发射极上会产生残留气体分子的离子吸附，产生发射噪声，是其性能下降，所以必须定期进行闪光处理。而热阴极电子枪在1600-1800K温度下场发射，其真空度为10-7Pa，要求低于冷场阴极，也因此其能量发散度0.6-0.8eV，大于冷场阴极，这是其缺点。但是热场发射不产生离子吸附，大大降低了发射噪声，也不需要闪光处理，可以得到稳定的发射电流。总的来说，冷场和热场各有各的优缺点。
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qinlijuan
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2015/8/13 11:33:50 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
谢谢整理分享，仔细学习一下
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Christy__Tang
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2015/8/20 14:45:56 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
为外资电镜公司招聘TEM安装维修工程师一名，junior/senior都可以考虑，有兴趣的请与我联系。email: christy.tang@brainpower-inc.com 电话：021-61037363

Christy
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kuiwa
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2015/10/14 20:32:27 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
钨灯丝图片弄错了吧，现在的电镜除了比较差的扫描电镜没听说有用钨灯丝的。图片中的灯丝那是场发射（钨单晶）的照片吧。
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