钨灯丝扫描电镜和场发射扫描电镜是一样的吗？

在扫描电镜中，钨灯丝电镜与场发射电镜有着不少的相似之处。比如说，都配有电子枪即发射电子的装置，具有阴极和阳极，且阴极都是点源发射。但是，两者间区别也是非常值得各位关注的。

比如在发射机制上。钨灯丝扫描电镜属于热发射，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。

场发射扫描电镜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。

另外，两者的系统真空度也不同。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。

之所以会有这样的区别原因在于:

（1）、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。

（2）、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^-8次方。

（3） 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。