复纳科学仪器(上海)有限公司
技术文章
您现在所在位置:首页 > 技术中心 > 台式扫描电镜:为什么选择CeB6灯丝

台式扫描电镜:为什么选择CeB6灯丝

 发布时间:2017-11-24 点击量:2780

如果你正在调研扫描电镜(SEM),你可能已经知道,灯丝是电镜中zui重要的部分之一。在这篇博客,我们将仔细讨论钨灯丝和CeB6灯丝。

 

如何选择扫描电镜灯丝?

 

对于不同的灯丝,就性能而言,场发射(FEG)扫描电镜图像的分辨率是zui高的。但是就电镜的日常使用而言,zui重要的一点还是以低成本获得高质量的图像,这样一来场发射电子枪就不再那么吸引人了,因为它要求的真空度很高,需要一个高价的真空设计。电子枪的成本效率是相对于它的使用寿命和日常维护而言的。这就是为什么经常看到钨灯丝和CeB6灯丝出现在(台式)SEM供应商的配置清单中。

 

图一:钨灯丝与CeB6 灯丝

 

灯丝是一种耗材

 

通常情况下,我们都希望灯丝使用寿命能够贯穿SEM的整个生命周期,可能需要10年甚至10年以上。不幸的是,灯丝是消耗品,不可避免地会“磨损”。灯丝的寿命取决于两个主要因素:1)运行的真空度,2)灯丝温度。低真空度和温度过高都会导致灯丝寿命减短。而高真空度,低温可以延长灯丝的寿命,但也会降低图像质量。因此,在*条件下运行灯丝很重要。

 

SEM真空系统

 

不同的灯丝,SEM真空系统的设计有所不同。在钨灯丝系统中,灯丝的真空度受到运行状态影响。例如,每次加载或卸载样品时,都会有空气进入真空柱,影响灯丝的使用寿命。观察不导电样品时,通常需要低真空,也会缩短灯丝寿命。对于CeB6系统,比如飞纳电镜,内置涡轮分子泵,采用分级真空系统,通过压差光阑使得真空柱的各部分具有不同的真空度,保证灯丝时刻处于高真空的状态下。这意味着,在低真空环境下加载和观测样品不会影响灯丝寿命。

 

图2:真空柱的截面图与电子枪结构示意图

 

SEM灯丝寿命的终结

 

如何判断灯丝寿命的尽头?对于钨灯丝,你根本看不到它的到来。这意味着灯丝可能在成像或分析过程断裂,这会带来很多不便。来自灯丝的碎片也可能污染真空柱的其他部件,这不仅需要换灯丝,还要清理、甚至更换其他部件,如韦氏帽。

 

当然,可以在使用寿命结束前更换灯丝,但它没有得到充分利用,因此需要频繁地更换。如果您有大量的SEM用户,您不可能总有机会及时更换灯丝——除非整个团队都接受了更换灯丝的培训。而且更换灯丝后常常会引起灯丝不居中。

 

CeB6灯丝在寿命的尽头将会有一个缓慢的性能退化过程。这意味着您将看到它的到来,CeB6灯丝不会突然中断,因此可以有计划地安排更换。我们是可以看到CeB6灯丝老化的迹象的,如为了获得与平时同样质量的图片时,用户需要将对比度和亮度调得更大,或者使用更大的束斑。

 

灯丝:使用寿命

 

钨灯丝的平均寿命取决于它的使用,大约是150小时。有一些技巧可以延长灯丝的使用寿命。一种是当测完样品后,不要急着卸载样品,可以先等5分钟。这使灯丝冷却一点,减少氧化。当然,这个小技巧会降低测样效率,因为需要多等5分钟。

 

另一种选择是使用低加速电压、低束流成像,这可以增加灯丝寿命,但往往会降低降低图片质量,特别是低加速电压下成像。

 

CeB6灯丝的平均寿命大约为2000小时。在它的使用寿命中,即使加载和卸载许多样品,或者使用低真空成像,性能依旧保持良好。

 

灯丝:维护

 

一般用户可以更换钨灯丝,这是一个必要的先决条件,因为更换灯丝的频率很高,有时候一周一次。摘除、安装和校准灯丝是很容易的,它只是需要时间。更换灯丝所需的时间取决于旧灯丝的状态。如果旧灯丝没有断裂,那么您将可能在20分钟内启动系统并再次运行。如果真的断裂了,就需要更多的时间来清理韦氏帽等其他部件,以保证同样的性能。

 

CeB6灯丝也可以被用户更换。但是更换的频率比较低,一般2-3年才更换一次。因此,这不像钨灯丝是一个“常规”的工作。更好的方法是计划更换,并由售后工程师完成。这意味着用户不用进行库存。就像在你的车更换机油:你可以自己做,但你更喜欢一辆在车库里进行定期检查时才需要更换机油的汽车。

 

扫描电镜灯丝:推荐

 

通过考虑以上所有的优点和缺点,我们可以得出结论,对于钨灯丝和CeB6灯丝来说,拍出每张图片的成本可能是差不多的。然而,考虑到无忧的、方便的使用和操作,以及每一张图片的质量,显然,CeB6灯丝更好。

传真:

邮箱:info@phenom-china.com

地址:上海市闵行区虹桥镇申滨路 88 号上海虹桥丽宝广场 T5,705 室

版权所有 © 2018 复纳科学仪器(上海)有限公司   备案号:沪ICP备12015467号-2  管理登陆  技术支持:化工仪器网  GoogleSitemap

联系人
在线客服
扫码关注我们
用心服务 成就你我
扫一扫访问手机站扫一扫访问手机站
访问手机站