鎢燈絲、冷場(chǎng)、熱場(chǎng)掃描電鏡的區(qū)別

1、鎢燈絲、冷場(chǎng)、熱場(chǎng)掃描電鏡的區(qū)別?掃描式電子顯微鏡，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)由上而下，由電子槍?(ElectronGun)?發(fā)射電子束，經(jīng)過一組磁透鏡聚焦?(CondenserLens)?聚焦后，用遮蔽孔徑?(CondenserAperture)?選擇電子束的尺寸(BeamSize)后，通過一組控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡?(ObjectiveLens)?聚焦，打在樣品上，在樣品的上側(cè)裝有訊號(hào)接收器，用以擇取二次電子?(SecondaryElectron)?或背向散射電子?(BackscatteredElectron)?成像。電子槍的必要特性是亮度要高、電子能量散布?(Energy?Spread)?要小

2、，目前常用的種類計(jì)有三種，鎢(W)燈絲、六硼化鑭(LaB6)燈絲、場(chǎng)發(fā)射？(FieldEmission),不同的燈絲在電子源大小、電流量、電流穩(wěn)定度及電子源壽命等均有差異。?熱游離方式電子槍有鎢(W)燈絲及六硼化鑭(LaB6)燈絲兩種，它是利用高溫使電子具有足夠的能量去克服電子槍材料的功函數(shù)(workfunction)能障而逃離。對(duì)發(fā)射電流密度有重大影響的變量是溫度和功函數(shù)，但因操作電子槍時(shí)均希望能以最低的溫度來操作，以減少材料的揮發(fā)，所以在操作溫度不提高的狀況下，就需采用低功函數(shù)的材料來提高發(fā)射電流密度。?價(jià)錢最便宜使用最普遍的是鎢燈絲，以熱游離?(Thermionization)?式來發(fā)射

3、電子，電子能量散布為?2eV，鎢的功函數(shù)約為4.5eV，鎢燈絲系一直徑約100“m，彎曲成V形的細(xì)線，操作溫度約2700K，電流密度為1.75A/cm2,在使用中燈絲的直徑隨著鎢絲的蒸發(fā)變小，使用壽命約為4080小時(shí)。?六硼化鑭(LaB6)燈絲的功函數(shù)為2.4eV,較鎢絲為低，因此同樣的電流密度,使用LaB6只要在1500K即可達(dá)到，而且亮度更高，因此使用壽命便比鎢絲高出許多，電子能量散布為?1?eV，比鎢絲要好。但因LaB6在加熱時(shí)活性很強(qiáng)，所以必須在較好的真空環(huán)境下操作，因此儀器的購置費(fèi)用較高。?場(chǎng)發(fā)射式電子槍則比鎢燈絲和六硼化鑭燈絲的亮度又分別高出?10-100?倍，同時(shí)電子能量散布僅為

4、?0.2-0.3eV，所以目前市售的高分辨率掃描式電子顯微鏡都采用場(chǎng)發(fā)射式電子槍，其分辨率可高達(dá)?1nm?以下。?目前常見的場(chǎng)發(fā)射電子槍有兩種:冷場(chǎng)發(fā)射式(coldfieldemission,FE)熱場(chǎng)發(fā)射式(thermalfieldemission,TF)當(dāng)在真空中的金屬表面受到108V/cm大小的電子加速電場(chǎng)時(shí)，會(huì)有可觀數(shù)量的電子發(fā)射出來，此過程叫做場(chǎng)發(fā)射，其原理是高電場(chǎng)使電子的電位障礙產(chǎn)生Schottky效應(yīng)，亦即使能障寬度變窄，高度變低，因此電子可直接穿隧通過此狹窄能障并離開陰極。場(chǎng)發(fā)射電子系從很尖銳的陰極尖端所發(fā)射出來，因此可得極細(xì)而又具高電流密度的電子束，其亮度可達(dá)熱游離電子槍的數(shù)

5、百倍，或甚至千倍。?場(chǎng)發(fā)射電子槍所選用的陰極材料必需是高強(qiáng)度材料，以能承受高電場(chǎng)所加諸在陰極尖端的高機(jī)械應(yīng)力，鎢即因高強(qiáng)度而成為較佳的陰極材料。場(chǎng)發(fā)射槍通常以上下一組陽極來產(chǎn)生吸取電子、聚焦、及加速電子等功能。利用陽極的特殊外形所產(chǎn)生的靜電場(chǎng)，能對(duì)電子產(chǎn)生聚焦效果，所以不再需要韋氏罩或柵極。第一（上）陽極主要是改變場(chǎng)發(fā)射的拔出電壓（extractionvoltage）,以控制針尖場(chǎng)發(fā)射的電流強(qiáng)度，而第二（下）陽極主要是決定加速電壓，以將電子加速至所需要的能量。?要從極細(xì)的鎢針尖場(chǎng)發(fā)射電子,金屬表面必需完全干凈,無任何外來材料的原子或分子在其表面,即使只有一個(gè)外來原子落在表面亦會(huì)降低電子的場(chǎng)發(fā)射

6、,所以場(chǎng)發(fā)射電子槍必需保持超高真空度,來防止鎢陰極表面累積原子。由于超高真空設(shè)備價(jià)格極為高昂，所以一般除非需要高分辨率SEM,否則較少采用場(chǎng)發(fā)射電子槍。?冷場(chǎng)發(fā)射式最大的優(yōu)點(diǎn)為電子束直徑最小，亮度最高，因此影像分辨率最優(yōu)。能量散布最小，故能改善在低電壓操作的效果。為避免針尖被外來氣體吸附，而降低場(chǎng)發(fā)射電流，并使發(fā)射電流不穩(wěn)定，冷場(chǎng)發(fā)射式電子槍必需在10-10torr的真空度下操作，雖然如此，還是需要定時(shí)短暫加熱針尖至？2500K（此過程叫做？flashing）,以去除所吸附的氣體原子。它的另一缺點(diǎn)是發(fā)射的總電流最小。?熱場(chǎng)發(fā)式電子槍是在1800K溫度下操作，避免了大部份的氣體分子吸附在針尖表面

7、，所以免除了針尖flashing的需要。熱式能維持較佳的發(fā)射電流穩(wěn)定度，并能在較差的真空度下（10-9torr）操作。雖然亮度與冷式相類似，但其電子能量散布卻比冷式大35倍，影像分辨率較差，通常較不常使用。掃描電子顯微鏡之-電子槍結(jié)構(gòu)原理及重要參數(shù)SEM-基礎(chǔ)2010-06-2114:10:42閱讀114評(píng)論0?字號(hào)：大中??？訂閱DEMA?馳奔?編輯歡迎瀏覽本博客，點(diǎn)擊藍(lán)色字體，鏈接本博客相關(guān)內(nèi)容，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！?電子槍是掃描電子顯微鏡電子光學(xué)系統(tǒng)主要部件之一，從電子槍陰極（燈絲）發(fā)射的電子，在加速電場(chǎng)（靜電透鏡）中匯聚形成的第一個(gè)最小光斑稱作電子源，電子源是作為電磁透鏡成像系統(tǒng)的“物”而存

8、在，電子源可被電磁透鏡放大和縮?。⊕呙桦婄R電磁透鏡，按照高斯成像規(guī)則，對(duì)電子源進(jìn)行縮小），電子源的亮度和電子能量分散是電鏡電子槍的兩個(gè)重要性能指標(biāo)。在一定加速電壓下，決定電子源亮度和能量分散的主要因素是電子槍陰極發(fā)射材料，發(fā)射方式和發(fā)射溫度。?目前掃描電鏡電子槍的發(fā)射材料主要有：鎢、LaB6,YB6,TiC或ZrC等制造，其中W、LaB6應(yīng)用最多?發(fā)射方式主要為：熱發(fā)射，場(chǎng)發(fā)射?發(fā)射溫度：常溫300K（冷場(chǎng)發(fā)射），1500K-1800K（熱場(chǎng)發(fā)射、肖特基Schottky熱發(fā)射），1500K-2000K（LaB6熱發(fā)射），2700K（發(fā)叉式鎢絲熱發(fā)射）一、陰極發(fā)射基本原理簡(jiǎn)介：電子槍提供一個(gè)穩(wěn)定

9、的電子源，以形成電子束，通常需要所謂的熱發(fā)射過程從電子槍陰極獲得這些電子。足夠高的溫度使得一定百分比的電子具有充分的能量E,以克服陰極材料的功函數(shù)Ew，而從陰極發(fā)射出。Ef為費(fèi)米能級(jí)。金屬中做著熱運(yùn)動(dòng)的自由電子，其動(dòng)能呈麥克斯韋分布。1、隨著溫度升高，能量分散，即能量分布半高寬加寬？。E半高寬=2.45kT?不同電子槍燈絲工作能量分散最低值：？?鎢燈絲：3000K，1.014ev?六硼化鑭：1500K?0.507?場(chǎng)發(fā)射：300K?0.1014?2、隨著溫度升高，分布向高能端移動(dòng)，有機(jī)會(huì)脫離金屬材料的自由電子數(shù)量增加，就會(huì)有更多的電子具有足以克服勢(shì)壘的動(dòng)能，只要方向合適，就會(huì)脫離金屬出射。自由

10、電子金屬熱出射遵循李查德森規(guī)律：表面電流密度與溫度和勢(shì)壘（功函數(shù)）的關(guān)系。?A為與電子發(fā)射材料有關(guān)的常數(shù)?T為陰極材料的絕對(duì)溫度（K）發(fā)射電流密度與金屬溫度T的平方和指數(shù)來體現(xiàn)，T在指數(shù)的影響更大。電流密度會(huì)隨著溫度提高急劇增加。功函數(shù)的影響在指數(shù)項(xiàng)的分母處，所以對(duì)發(fā)射也有決定性影響。每減小0.1ev的功函數(shù)，將使表面電流密度提高1.5倍。（一）、陰極熱發(fā)射：選擇陰極材料，要求功函數(shù)小，而且融點(diǎn)高。最常用的陰極材料是鴿絲，融點(diǎn)是3650K，功函數(shù)4.5ev（功函數(shù)與晶體取向有關(guān)，單晶310為4.2ev）,2500-2800K有較強(qiáng)的的電流發(fā)射密度（1-2A/cm）。鎢絲陰極特點(diǎn)是穩(wěn)定,制備工藝

11、簡(jiǎn)單，應(yīng)用十分廣泛。六硼化鑭：更為理想的陰極材料。功函數(shù)2.0-2.7ev，平均為2.4ev，（和晶體取向有關(guān)，110面為最佳取向2.0ev）在1500-2000K時(shí)能夠工作。1500K的六硼化鑭表面電流密度與鎢燈絲3000K表面電流密度相當(dāng)。2000K六硼化鑭表面電流密度為100A/cm。?優(yōu)點(diǎn)，1）、蒸發(fā)速率下降，可以獲得更長(zhǎng)的壽命?？2）、從電子束亮度極大值Langmuir公式可以看出，當(dāng)表面電流密度和加速電壓相同的時(shí)候，那么1500K六硼化鑭的亮度是3000K鎢燈絲亮度的兩倍。?缺點(diǎn)：六硼化鑭的化學(xué)活性很強(qiáng)，在加熱時(shí)很容易和幾乎所有元素形成化合物，這種情況發(fā)生，陰極會(huì)“中毒”，發(fā)射效率

12、急劇下降。因此對(duì)真空要求比鎢絲高，需要濺射離子泵。在較低真空中，表面會(huì)形成紫色氧化物，影響性能。制造工藝復(fù)雜。以上兩種可以克服的缺點(diǎn)提高了掃描電鏡造價(jià)。?六硼化鑭細(xì)小顆粒粉末（約為5pm），熱壓燒結(jié)成桿，發(fā)射端磨成半徑只有幾個(gè)pm的尖端，一般只一個(gè)顆粒，工作時(shí)這個(gè)顆粒溫度最高，因蒸發(fā)逐漸被侵蝕，相鄰的一個(gè)顆粒則變成發(fā)射體。六硼化鑭的功函數(shù)與反射體的結(jié)晶取向有關(guān)，尖端的這種隨機(jī)變化，將引起電子槍周期性波動(dòng)。?在發(fā)射的時(shí)候，由于有高偏壓，六硼化鑭電子槍也存在肖特基效應(yīng)，但效應(yīng)較低，有實(shí)驗(yàn)測(cè)量使得功函數(shù)降低至多0.1ev。?六硼化鑭的加熱方式：1）、旁熱電阻絲加熱，前端加熱，后端冷卻。專用的電子槍。

13、2）、直熱式，用石墨片夾持，由于需要的六硼化鑭很小，采用單晶六硼化鑭，這樣只要更換一個(gè)柵極帽，就可以和鎢燈絲柵極帽互換使用。?六硼化鑭沒有明顯的飽和點(diǎn)，第一次安裝，要自我激活。0三極電子槍中的誓位線分布、交艮點(diǎn)的形成和交叉點(diǎn)橫截面上二巳蘆窗勺;？交叉斑的電流密度分布為高斯分布（二）、陰極場(chǎng)發(fā)射原理,以及由此演化的三種不同類型的電子槍。肖特基熱發(fā)射、冷場(chǎng)發(fā)射、熱場(chǎng)發(fā)射肖特基效應(yīng)：發(fā)射體前電子的勢(shì)能曲線V（z）,?外加電場(chǎng)-eIEI乙電子的勢(shì)能曲線。實(shí)際增加外電場(chǎng)的主要途徑是減小陰極的曲率半徑，發(fā)叉式鎢絲陰極為100微米，六硼化鑭陰極約為5微米，肖特基熱場(chǎng)發(fā)射陰極（單晶六硼化鑭或者ZrO/W）為小

14、于1微米，冷場(chǎng)發(fā)射陰極小于100nm。1）、外電場(chǎng)可以忽略不計(jì)，曲線A,例如發(fā)叉式鎢燈絲陰極。2）、外電場(chǎng)增加，如曲線B,表現(xiàn)為勢(shì)壘高度降低，因而能夠提高發(fā)射電流密度，就是所謂的肖特基效應(yīng)。只有外電場(chǎng)增加到10五次方V/cm以上，肖特基效應(yīng)才明顯。？例如：六硼化鑭熱發(fā)射陰極，肖特基熱場(chǎng)發(fā)射陰極（單晶六硼化鑭材料，表面覆氧化鋯單晶鎢擴(kuò)展的肖特基場(chǎng)發(fā)射陰極）3）、進(jìn)一步增加外電場(chǎng)強(qiáng)度，如曲線C，不僅勢(shì)壘高度進(jìn)一步降低，而且勢(shì)壘的寬度顯著變窄，當(dāng)勢(shì)壘寬度小于10nm，量子隧道效應(yīng)成為發(fā)射的主導(dǎo)機(jī)制。這時(shí)處于室溫，大多數(shù)電子的動(dòng)能不足以克服已經(jīng)降低了的勢(shì)壘，但可以穿透勢(shì)壘。由于在費(fèi)米能級(jí)處有大量的自由

15、電子，結(jié)果發(fā)射電流密度很大-所謂的冷場(chǎng)發(fā)射，發(fā)射本質(zhì)是量子隧道效應(yīng)。？量子隧道效應(yīng)發(fā)射電流密度服從Fowler-Nordheim定律。？冷場(chǎng)陰極曲率半徑小于100nm，發(fā)射面積很小，一般總的發(fā)射電流1-10微安冷場(chǎng)發(fā)射陰極尖的氣體吸附會(huì)影響功函數(shù)，并引起發(fā)射電流波動(dòng)。提高電子槍室的真空度，10的負(fù)8Pa，可以降低氣體的吸附速率，但無法避免，對(duì)發(fā)射尖端進(jìn)行瞬間加熱到2000以上（flash），將會(huì)有效的脫氣。低于10負(fù)8Pa，針尖很快損壞。下圖是日本日立冷場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡電子槍陰極操作說明。8-12小時(shí)必需進(jìn)行Flash脫氣恢復(fù)，然后需要等待30分鐘，發(fā)射束流才會(huì)相對(duì)穩(wěn)定。冷場(chǎng)發(fā)射電子槍陰極，采用

16、310單晶鎢，功函數(shù)4.2ev，腐蝕成冷場(chǎng)發(fā)射陰極針尖，曲率半徑小于100nm?4）、基于冷場(chǎng)發(fā)射，總的發(fā)射束流小，穩(wěn)定度差，氣體吸附需要超高真空和每天Flash的一些缺點(diǎn)，采用折中方法的是熱場(chǎng)發(fā)射，發(fā)射體加熱到1500K，這要求陰極尖端直徑較粗，但比肖特基陰極針尖曲率半徑小，從而使得外電場(chǎng)強(qiáng)度略低于冷場(chǎng)發(fā)射。發(fā)射機(jī)制是隧道電流效應(yīng)+熱發(fā)射，集合了部分冷場(chǎng)場(chǎng)發(fā)射的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免氣體吸附效應(yīng)，因而可在較差的高真空條件下工作。ZrO/w在1800K和10負(fù)7次方Pa真空條件下,發(fā)射性能和冷場(chǎng)不相上下。發(fā)射束流更高，更穩(wěn)定。分辨率稍微有一點(diǎn)點(diǎn)差，但作為多功能分析的使用價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于冷場(chǎng)發(fā)射。?二、電子

17、槍的電子源:?第一交叉斑直徑do?從電子槍陰極發(fā)射的電子車，在靜電透鏡中聚焦形成的“第一交叉斑”，常常被稱作電子源。其直徑為do，般為20pm100pm，和加速電壓形成的靜電場(chǎng)強(qiáng)大小有關(guān)。電子源是電磁透鏡（聚光鏡，物鏡）進(jìn)行聚焦成像的“物”而存在，經(jīng)過三級(jí)電磁透鏡縮小，成為具有納米尺度的微小電子束斑，用于揭示微小區(qū)域物質(zhì)信息。1、熱發(fā)射電子槍電子源?1）、發(fā)叉式鎢燈絲電子槍電子源do=50pm-鎢燈絲電子槍結(jié)構(gòu)原理示意圖（直接通入燈絲電流加熱）?2）、六硼化鑭熱發(fā)射電子槍：（旁熱式：用加熱線圈加熱，被淘汰）?現(xiàn)在普遍采用直接加熱，可以與鎢燈絲互換。?六硼化鑭電子槍結(jié)構(gòu)示意圖?原理和發(fā)叉式鎢燈絲

18、相同。電子源？Crossover直徑為10微米-20微米。?3）、肖特基熱發(fā)射電子槍?肖特基熱發(fā)射電子槍結(jié)構(gòu)原理圖？電子源為虛源，由于能量熱分散，直徑為50-100nm2、場(chǎng)發(fā)射電子源|&rriFTilT!PRADIUSI&申frWEHNELTREAL(C晶盟睫用lOtmTIPRADIUS-O.SrrANODEL/rvirtualSOURCE/I如1XSUPPRESSOREXTRACTORcapheatingfilamentemitterZfO/Wgunlens?六硼化鑭熱發(fā)射陰極和熱場(chǎng)發(fā)射陰極?場(chǎng)發(fā)射陰極焊接在發(fā)叉式鎢絲上，給熱場(chǎng)陰極ZrO/W加熱，到1800K,熱場(chǎng)發(fā)射陰極曲率半徑約為30

19、0nm，?可以給冷場(chǎng)陰極W單晶，F(xiàn)lash。?1）、熱場(chǎng)發(fā)射電子源（虛源）?直徑20nm?2）、冷場(chǎng)發(fā)射電子源（虛源）直徑為5nm肖特基熱發(fā)射和場(chǎng)發(fā)射（冷場(chǎng)、熱場(chǎng)），電子槍結(jié)構(gòu)相同，只是發(fā)射機(jī)理油差異，因此有很多共性。?束流和束斑直徑的關(guān)系，傳統(tǒng)熱發(fā)射電子束流和直徑的8/3次方成正比，肖特基熱發(fā)射和場(chǎng)發(fā)射電子束流和束斑直徑的2/3次方成正比。100nm以下的束斑尺寸或者10nA以下的束流，場(chǎng)發(fā)射具有比熱發(fā)射好的亮度，如果進(jìn)一步加大束斑尺寸，場(chǎng)發(fā)射亮度將不如普通熱發(fā)射。由于場(chǎng)發(fā)射SEM電子探針電流在nA-pA之間，當(dāng)束流保持在nA級(jí)別時(shí)，束斑直徑就已經(jīng)非常小，因此非常適合在低加速電壓條件下獲得優(yōu)

20、越的分辨。三、電子源的亮度。SSSampleSoApenatureFigure4.Schematicofraytracesinatypicalscanningelectronimcroscopecolumn(afierGoldsteinet.al.)CondensorSj/stemProbeFormingLensSystem電子束幾何光柱示意圖。電子源的平均電流密度為：Jb=!b/兀（do/2）2*電子源的孔徑角為a，單位立體角中的電流密度是電子槍最重要的性能參數(shù)，被稱為電子束的亮度highbrightnesssourcelowbrighcnesssource?好的電子源勝過好的電磁透鏡系統(tǒng)。

21、0=（電流）/【（面積）*（立體角）】Langmuir（1937年）指出，對(duì)于高電壓來說，電子束亮度的極大值為?0o=Jk（eVo/nkT）?Jk陰極發(fā)射電流密度；?Vo電子槍的加速電壓；?k玻爾茲曼常數(shù)；?T陰極發(fā)射的絕對(duì)溫度；?e電子電荷。?由電磁透鏡組成的電子光學(xué)系統(tǒng)中,電子束的斑直徑可以放大和縮小,束的張角也可以變化，但只要電子的能量不變，電子束的亮度總保持恒定。在電子光學(xué)系統(tǒng)中，任何位置電子束斑的電流密度J為。結(jié)論：1、對(duì)于熱發(fā)射，陰極材料的功函數(shù)越低，電子槍陰極的溫度越高，電子槍的加速電壓越高，電子源的亮度越高。2、對(duì)于場(chǎng)發(fā)射，除了與熱發(fā)射具有共性以外，外加電場(chǎng)越高，亮度越高，主要

22、賴于陰極針尖曲率半徑，電子槍的像差等。參數(shù)粗略比較：沒有給出熱場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡參數(shù)。以下給出的肖特基FE數(shù)據(jù)完全是熱發(fā)射，四、自給偏壓發(fā)叉式鎢燈絲電子槍可調(diào)節(jié)參數(shù):在預(yù)定加速電壓下，影響主要參數(shù)有：燈絲溫度T,柵極偏壓Vg,燈絲高度h和柵極孔直徑d,總的電子束電流lb。目的是選擇參數(shù)TVghd,使得束流在盡量小的情況下達(dá)到電子槍的最大亮度。1、燈絲溫度Tc：由于燈絲的發(fā)射電流密度隨溫度的提高而急劇增長(zhǎng)，所以提高燈絲溫度是提高亮度的最簡(jiǎn)單直接的方法。溫度的提高會(huì)遇到燈絲表面由于堆集而產(chǎn)生的空間電荷,會(huì)抑制發(fā)射的增加。高亮度電子槍都必須采用尖狀陰極以提高陰極表面的電位梯度，消除空間電荷。提高溫度的最

23、終限制是燈絲壽命。溫度提高，增加了電子的熱噪音，電子能量分散增加，增加了電子透鏡的色差。2、柵極偏壓Vg：燈絲、柵極串聯(lián)和陽極之間產(chǎn)生加速電場(chǎng)。加速電場(chǎng)只有通過柵極的小孔才能到達(dá)燈絲。但在燈絲和柵極之間加一個(gè)可變電阻，這樣當(dāng)電子發(fā)射后，在燈絲和柵極之間形成了偏壓。這個(gè)偏壓的存在，使得燈絲的電勢(shì)比柵極的電勢(shì)高，起到抑制燈絲電子發(fā)射的作用，引入了燈絲發(fā)射負(fù)反饋機(jī)制。隨著燈絲溫度升高，發(fā)射束流增加，偏壓隨之增加，燈絲和柵極之間的電場(chǎng)加大，燈絲尖端的電子束的發(fā)射面積減小，發(fā)射束流增幅降低，直到增加燈絲溫度，束流發(fā)射不再增加，這時(shí)候?qū)崿F(xiàn)燈絲發(fā)射飽和這時(shí)候的電子槍亮度是在這個(gè)條件下的最大值。?偏壓Vg是靠

24、偏壓電阻，在束流發(fā)射條件下實(shí)現(xiàn)的，偏壓Vg隨電子槍發(fā)射電子束流的變化而改變。發(fā)射束流減小，偏壓減小，燈絲發(fā)射面積增大，從而提高了束流發(fā)射；發(fā)射束流增大，偏壓增大，燈絲發(fā)射面積減小，束流隨之減小。偏壓起到穩(wěn)定電子束流在一定小范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)的功能。?偏壓電阻可調(diào)：在偏壓電阻一定時(shí)，實(shí)現(xiàn)了電子槍飽和，再增加燈絲溫度，燈絲發(fā)射束流基本不變。亮度還可能會(huì)下降，?3、燈絲高度h和柵極孔直徑d：為了克服空間電荷，我們必須設(shè)法提高陰極表面電場(chǎng)強(qiáng)度，為了降低束流，我們必須同時(shí)減小發(fā)射面積。因此應(yīng)使用盡量小的燈絲高度h,讓燈絲盡量往外突，同時(shí)采用盡量小的柵極孔徑，或者盡量高的偏壓.?降低燈絲到柵帽的距離h,減小柵極光闌直徑，有利于電子槍實(shí)現(xiàn)更高的亮度，即是可以在更高的燈絲溫度下實(shí)現(xiàn)接近理論值的最大亮度。而大的工作距離和大的柵極直徑，卻很難達(dá)到理論最大亮度。?亮度的提高，以犧牲燈絲壽命為代價(jià)，大多數(shù)掃描電鏡h可調(diào)