鎢燈絲掃描電鏡
性價比高、易于維護、操作相對簡單、對場地要求較小
便于大眾使用
但長期以來
鎢燈絲掃描電鏡的分辨率都停滯不前
難以實現(xiàn)用戶對更高分辨率的追求
國儀量子于近日推出的鎢燈絲掃描電鏡SEM3300
下面三張圖是不同電壓下標準金顆粒的實拍圖，每個顆粒大小在300 nm左右，邊緣銳利、細節(jié)豐富、高低分明。
使用SEM3300拍攝的不同電壓下標準金顆粒的圖像
眾所周知，鋰電池中的隔膜材料導電性差、孔隙微小，必須用低電壓高分辨的場發(fā)射電鏡才能拍到較好的圖像。
圖a是常規(guī)鎢燈絲電鏡的拍攝效果,細節(jié)模糊不清晰。SEM3300在這一難題面前，毫不費力地完成任務，1 kV下隔膜孔隙清晰可見，孔洞邊緣銳利，足以勝任隔膜檢測（圖b）。
圖a：常規(guī)鎢燈絲電鏡拍攝的鋰電池隔膜，細節(jié)模糊不清晰
圖b：SEM3300拍攝的鋰電池隔膜，隔膜孔隙清晰可見，孔洞邊緣銳利
國儀量子電鏡研發(fā)團隊分析了限制鎢燈絲電鏡分辨率的主要因素：
鎢燈絲發(fā)射結構為陰極、柵極、陽極的3電極結構，在加速電壓較低時，燈絲亮度將受空間電荷效應和電子源像差等因素的影響而大幅降低。
在低著陸能量下，能散帶來的色差和衍射像差都很大，導致束斑偏大。
為了保證側向二次電子探測器的收集效率，工作距離比較大，物鏡放大倍數(shù)不夠大。
針對以上問題，國儀量子在鏡筒內(nèi)增加了一根從陽極直達物鏡極靴的10 kV高壓管，我們形象地稱之為高壓隧道。
這里以1 kV著陸能量為例進行分析：
在高壓隧道的上端：陰極與陽極之間形成11 kV的強電場，燈絲表面場強極高，大量熱電子克服空間電荷效應對束流亮度的限制，顯著地提高了束流亮度。
在高壓隧道的另一端：管口與物鏡下極靴形成一個10 kV的減速場電透鏡，該電透鏡與磁透鏡形成復合物鏡，從而有效降低該復合物鏡球差系數(shù)和色差系數(shù)。
此外，鏡筒內(nèi)的電子探測器可以在極短的工作距離下，收集大部分被加速的二次電子，具有高達90%的收集效率，相比傳統(tǒng)鎢燈絲的旁側ET探測器信號強度高出數(shù)倍。
綜合以上所有創(chuàng)新舉措，SEM3300最終在全電壓范圍內(nèi)打破了數(shù)十年來鎢燈絲極限分辨率的天花板，重新定義鎢燈絲掃描電鏡。
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