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臺式掃描電鏡——為什么選擇CeB6燈絲

 更新時間:2024-03-11 點擊量:1267

臺式掃描電鏡:為什么選擇CeB6燈絲


如果你正在調研掃描電鏡(SEM),你可能已經知道,燈絲是電鏡中最重要的部分之一。在這篇博客,我們將仔細討論鎢燈絲和CeB6燈絲。

如何選擇掃描電鏡燈絲?

對于不同的燈絲,就性能而言,場發射(FEG)掃描電鏡圖像的分辨率是最高的。但是就電鏡的日常使用而言,最重要的一點還是以低成本獲得高質量的圖像,這樣一來場發射電子槍就不再那么吸引人了,因為它要求的真空度很高,需要一個高價的真空設計。電子槍的成本效率是相對于它的使用壽命和日常維護而言的。這就是為什么經常看到鎢燈絲和CeB6燈絲出現在(臺式)SEM供應商的配置清單中。

 

  • 燈絲是一種耗材

通常情況下,我們都希望燈絲使用壽命能夠貫穿SEM的整個生命周期,可能需要10年甚至10年以上。不幸的是,燈絲是消耗品,不可避免地會“磨損"。燈絲的壽命取決于兩個主要因素:1)運行的真空度,2)燈絲溫度。低真空度和溫度過高都會導致燈絲壽命減短。而高真空度,低溫可以延長燈絲的壽命,但也會降低圖像質量。因此,在較優條件下運行燈絲很重要。

 

  • 掃描電鏡真空系統

不同的燈絲,掃描電鏡真空系統的設計有所不同。在鎢燈絲系統中,燈絲的真空度受到運行狀態影響。例如,每次加載或卸載樣品時,都會有空氣進入真空柱,影響燈絲的使用壽命。觀察不導電樣品時,通常需要低真空,也會縮短燈絲壽命。對于CeB6系統,比如飛納電鏡,內置渦輪分子泵,采用分級真空系統,通過壓差光闌使得真空柱的各部分具有不同的真空度,保證燈絲時刻處于高真空的狀態下。這意味著,在低真空環境下加載和觀測樣品不會影響燈絲壽命。

 

  • 掃描電鏡燈絲壽命的終結

    如何判斷燈絲壽命的盡頭?對于鎢燈絲,你根本看不到它的到來。這意味著燈絲可能在成像或分析過程斷裂,這會帶來很多不便。來自燈絲的碎片也可能污染真空柱的其他部件,這不僅需要換燈絲,還要清理、甚至更換其他部件,如韋氏帽。

    當然,可以在使用壽命結束前更換燈絲,但它沒有得到充分利用,因此需要頻繁地更換。如果您有大量的SEM用戶,您不可能總有機會及時更換燈絲——除非整個團隊都接受了更換燈絲的培訓。而且更換燈絲后常常會引起燈絲不居中。

    CeB6燈絲在壽命的盡頭將會有一個緩慢的性能退化過程。這意味著您將看到它的到來,CeB6燈絲不會突然中斷,因此可以有計劃地安排更換。我們是可以看到CeB6燈絲老化的跡象的,如為了獲得與平時同樣質量的圖片時,用戶需要將對比度和亮度調得更大,或者使用更大的束斑。

  • 燈絲:使用壽命

鎢燈絲的平均壽命取決于它的使用,大約是150小時。有一些技巧可以延長燈絲的使用壽命。一種是當測完樣品后,不要急著卸載樣品,可以先等5分鐘。這使燈絲冷卻一點,減少氧化。當然,這個小技巧會降低測樣效率,因為需要多等5分鐘。

另一種選擇是使用低加速電壓、低束流成像,這可以增加燈絲壽命,但往往會降低降低圖片質量,特別是低加速電壓下成像。

CeB6燈絲的平均壽命大約為2000小時。在它的使用壽命中,即使加載和卸載許多樣品,或者使用低真空成像,性能依舊保持良好。

  • 燈絲:維護

一般用戶可以更換鎢燈絲,這是一個必要的先決條件,因為更換燈絲的頻率很高,有時候一周一次。摘除、安裝和校準燈絲是很容易的,它只是需要時間。更換燈絲所需的時間取決于舊燈絲的狀態。如果舊燈絲沒有斷裂,那么您將可能在20分鐘內啟動系統并再次運行。如果真的斷裂了,就需要更多的時間來清理韋氏帽等其他部件,以保證同樣的性能。

CeB6燈絲也可以被用戶更換。但是更換的頻率比較低,一般2-3年才更換一次。因此,這不像鎢燈絲是一個“常規"的工作。更好的方法是計劃更換,并由售后工程師完成。這意味著用戶不用進行庫存。就像在你的車更換機油:你可以自己做,但你更喜歡一輛在車庫里進行定期檢查時才需要更換機油的汽車。

通過考慮以上所有的優點和缺點,我們可以得出結論,對于鎢燈絲和CeB6燈絲來說,拍出每張圖片的成本可能是差不多的。然而,考慮到無憂的、方便的使用和操作,以及每一張圖片的質量,顯然,CeB6燈絲更好。




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