差异和优劣:
1、点源直径不同及优劣:
钨灯丝电子枪阴极使用0.1mm直径的钨丝制成V形(发叉式钨丝阴极),使用V形的尖端作为点发射源,曲率半径大约为0.1mm;场发射电子枪阴极使用0.1mm直径的钨丝,经过腐蚀制成针状的尖阴极,一般曲率半径在100nm~1μm之间.由于制作工艺上的差异,造价不同,发叉式钨丝阴极便宜,场发射阴极很贵.
2、发射机制不同和优劣
钨灯丝属于热发射,在灯丝电极加直流电压,钨丝发热,使用温度一般在2600K~2800K之间,钨丝有很高的电子发射效率,温度越高电流密度越大,理想情况下的的电子枪亮度越高.由于材料的蒸发速度随温度升高而急剧上升,因此钨灯丝的寿命比较短,一般在50~200小时之间,这个和设定的灯丝温度有关.由于电子发射温度高,发射的电子能量分散度大,一般2ev,电子枪引起的色差会比较大.
场发射电子枪主要的发射机制不是靠加热阴极,而是在尖阴极表面增加强电场,从而降低阴极材料的表面势垒,并且可以使得表面势垒宽度变窄到纳米尺度,从而出现量子隧道效应,在常温甚至在低温下,大量低能电子通过隧道发射到真空中,由于阴极材料温度低,一般材料不会损失,因此寿命很长,可使用上万小时.
3、电子枪控制方式和电子源直径不同和优劣性.
钨灯丝是三极自给偏压控制,具有偏压负反馈电路,因此发射电流稳定度高;由于阴极发射点源面积大,因此电子源尺寸也比较大,50~100μm,发射可达几十~150μA,但电子枪的亮度低,因此当电子束斑聚焦到几个纳米的时候,总的探针电流很小,信噪比太低是限制图像分辨率的根本因素,当前最佳钨灯丝扫描电镜最佳分辨率3.0nm.
场发射电子枪没有偏压负反馈电路,外界电源的稳定度是决定因素,发射电流稳定度相比要低一些;由于尖阴极发射电源面积很小100nm左右,没有明显的电子源,因此使用虚电子源作为电子光学系统设计的初始物而存在,电子虚源直径一般在2~20nm,电子枪亮度相比钨灯丝提高上千倍.当束斑尺寸缩小到1nm以下时依然具有足够强的探针电流来获得足够的成像信号,因此分辨率高,当前最佳的场发射扫描电镜分辨率实现了亚纳米级别.
4、系统真空度不同及优劣
钨灯丝扫描电镜使用一般的高真空,两级真空泵系统获得0.001pa的真空度即可满足,因此造价低.
场发射扫描电镜使用超高真空,需要三级真空泵必须获得0.0000001Pa以上的真空度才可以稳定工作.原因在于电子枪尖阴极不耐较低的真空中被电离的离子轰击,否则枪尖很容易被扫平而失效,这时候的性能还不如钨灯丝,其次电子枪阴极尖端在较低的真空下,吸附的气体分子会急剧加大阴极材料的表面势垒,造成电子枪发射不稳,亮度降低,所以必须使用超高真空一般是10的-8次方.超高真空系统的造价明显比钨灯丝高很多.超高真空的洁净度要好于钨灯丝的一般高真空,因此很长时间,也就是在灯丝寿命内,系统可以免清洗和维护.钨灯丝扫描电镜相对维护周期要短一些.
5、钨灯丝和场发射是具有明显档次差异的,这也从价格上明确反映.钨灯丝扫描电镜十几万,场发射几十万,都是美元.国内目前只能制造最低档次的钨灯丝扫描电镜.
以上定性表达,具体数据还望查阅有关资料
SEM,全称为扫描电子显微镜,又称扫描电镜,英文名Scanning Electronic Microscopy. TEM,全称为透射电子显微镜,又称透射电镜,英文名Transmission Electron Microscope.
区别:
SEM的样品中被激发出来的二次电子和背散射电子被收集而成像. TEM可以表征样品的质厚衬度,也可以表征样品的内部晶格结构。TEM的分辨率比SEM要高一些。
SEM样品要求不算严苛,而TEM样品观察的部分必须减薄到100nm厚度以下,一般做成直径3mm的片,然后去做离子减薄,或双喷(或者有厚度为20~40μm或者更少的薄区要求)。
TEM可以标定晶格常数,从而确定物相结构;SEM主要可以标定某一处的元素含量,但无法准确测定结构。
原子力AFM分辨率很高,通常看物质表面形貌,纵向达到10nm级是无压力的。透射TEM一般标尺可以到20nm,不过具体看材料能做到多少,如果是高分辨HRTEM,那是用来看晶格的,标尺甚至可以达到2nm。扫描SEM的话至少可以到微米级,场发射扫描电镜FESEM就更高了,材料导电性好一般可以到100nm的标尺还很清晰。选择原子力显微镜推荐Park原子力显微镜的Park X20。Park X20的优势:
1、分析功能强大
Park NX20具备独一无二的功能,可快速帮助客户找到产品失效的原因,并帮助客户制定出更多具有创意的解决方案。无与伦比的精密度为您带来高分辨率数据,让您能够更加专注于工作。与此同时,真正非接触扫描模式让探针尖端更锋利、更耐用,无需为频繁更换探针而耗费大量的时间和金钱。
2、易于操作
即便是第一次接触原子显微镜的工程师也易于操作
ParkNX20拥有业界最为便捷的设计和自动界面,让你在使用时无需花费大量的时间和精力,也不用为此而时时不停的指导初学者。借助这一系列特点,您可以更加专注于解决更为重大的问题,并为客户提供及时且富有洞察力的失效分析报告。
想要了解更多关于原子力显微镜的相关信息,推荐咨询Park原子力显微镜。park原子力显微镜Park NX20用于故障分析和大型样品研究的领先纳米计量工具,作为一款缺陷形貌分析的精密测量仪器,其主要目的是对样品进行缺陷检测。而仪器所提供的数据不能允许任何错误的存在。Park NX20,这款全球最精密的大型样品原子力显微镜,凭借着出色的数据准确性,在半导体和超平样品行业中大受赞扬。
欢迎分享,转载请注明来源:夏雨云
评论列表(0条)