鎢燈絲、冷場、熱場掃描電鏡的區(qū)別.doc

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鎢燈絲、冷場、熱場掃描電鏡的區(qū)別 ?? ? ??掃描式電子顯微鏡，其系統(tǒng)設(shè)計由上而下，由電子槍 ?(Electron Gun)? 發(fā)射電子束，經(jīng)過一組磁透鏡聚焦 ?(Condenser Lens)? 聚焦后，用遮蔽孔徑 ?(Condenser Aperture) ?選擇電子束的尺寸(Beam Size)后，通過一組控制電子束的掃描線圈，再透過物鏡 ?(Objective Lens)? 聚焦，打在樣品上，在樣品的上側(cè)裝有訊號接收器，用以擇取二次電子 ?(Secondary Electron) ?或背向散射電子 ?(Backscattered Electron)? 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，目前常用的種類計有三種，鎢(W)燈絲、六硼化鑭(LaB6)燈絲、場發(fā)射 ?(Field Emission)，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) (work function)能障而逃離。對發(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。 ??? 價錢最便宜使用最普遍的是鎢燈絲，以熱游離 ?(Thermionization)? 式來發(fā)射電子，電子能量散布為 ?2 eV，鎢的功函數(shù)約為 4.5eV， 鎢燈絲系一直徑約 100μm，彎曲成 V 形的細線，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 40~80 小時。 ??? 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 在加熱時活性很強，所以必須在較好的真空環(huán)境下操作，因此儀器的購置費用較高。 ?? 場發(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，同時電子能量散布僅為 ?0.2 - 0.3 eV，所以目前市售的高分辨率掃描式電子顯微鏡都采用場發(fā)射式電子槍，其分辨率可高達 ?1nm ?以下。 ??? 目前常見的場發(fā)射電子槍有兩種:冷場發(fā)射式(cold field emission , FE)，熱場發(fā)射式(thermal field emission ,TF) 當在真空中的金屬表面受到 108V/cm 大小的電子加速電場時，會有可觀數(shù)量的電子發(fā)射出來，此過程叫做場發(fā)射，其原理是高 電場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，因此可得極細而又具高電流密度的電子束，其亮度可達熱游離電子槍的數(shù)百倍，或甚至千倍。 ??? 場發(fā)射電子槍所選用的陰極材料必需是高強度材料，以能承受高電場所加諸在陰極尖端的高機械應(yīng)力，鎢即因高強度而成為較佳的陰極材料。場發(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，能對電子產(chǎn)生聚焦效果，所以不再需要韋氏罩或柵極。第一(上)陽極主要是改變場發(fā)射的拔出電壓(extraction voltage)，以控 制針尖場發(fā)射的電流強度，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。 ????要從極細的鎢針尖場發(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，即使只有一個外來原子落在表面亦會降低電子的場發(fā)射，所以場發(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，否則較少采用場發(fā)射電子槍。 ??? 冷場發(fā)射式最大的優(yōu)點為電子束直徑最小，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，而降低場發(fā)射電流，并使發(fā)射電流不穩(wěn)定，冷場發(fā)射式電子槍必需在 10-10 torr 的真空度下操作，雖然如此，還是需要定時短暫加熱針尖至 ?2500K(此過程叫做 ?flashing)，以去除所吸附的氣體原子。它的另一缺點是發(fā)射的總電流最小。 ??? 熱場發(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，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(10-9 torr)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 3~5 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) 2010-06-21 14:10:42 閱讀114 評論0 ??字號：大中小?訂閱 DEMA??馳奔???編輯 歡迎瀏覽本博客，點擊藍色字體，鏈接本博客相關(guān)內(nèi)容，轉(zhuǎn)載請注明出處！ ??? ?電子槍是掃描電子顯微鏡電子光學系統(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（靜電透鏡）中匯聚形成的第一個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，對電子源進行縮?。娮釉吹牧炼群碗娮幽芰糠稚⑹请婄R電子槍的兩個重要性能指標。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，場發(fā)射 ?????? 發(fā)射溫度: 常溫300K（冷場發(fā)射），1500K-1800K (熱場發(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)射基本原理簡介： 電子槍提供一個穩(wěn)定的電子源，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為費米能級。 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 金屬中做著熱運動的自由電子，其動能呈麥克斯韋分布。 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 ??????場發(fā)射：300K?? 0.1014??? 2、隨著溫度升高，分布向高能端移動，有機會脫離金屬材料的自由電子數(shù)量增加，就會有更多的電子具有足以克服勢壘的動能，只要方向合適，就會脫離金屬出射。 自由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。電流密度會隨著溫度提高急劇增加。 功函數(shù)的影響在指數(shù)項的分母處，所以對發(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，而且融點高。 最常用的陰極材料是鎢絲, 融點是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有較強的的電流發(fā)射密度（1-2A/cm?）。鎢絲陰極特點是穩(wěn)定，制備工藝簡單，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。2000K六硼化鑭表面電流密度為100A/cm?。 ?????? 優(yōu)點，1）、蒸發(fā)速率下降，可以獲得更長的壽命?? 2）、從電子束亮度極大值Langmuir公式可以看出，當表面電流密度和加速電壓相同的時候， 那么1500K六硼化鑭的亮度是3000K鎢燈絲亮度的兩倍。 ??????? 缺點：六硼化鑭的化學活性很強，在加熱時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“中毒”，發(fā)射效率急劇下降。因此對真空要求比鎢絲高，需要濺射離子泵。在較低真空中，表面會形成紫色氧化物，影響性能。制造工藝復雜。以上兩種可以克服的缺點提高了掃描電鏡造價。 ??????? 六硼化鑭細小顆粒粉末（約為5μm），熱壓燒結(jié)成桿，發(fā)射端磨成半徑只有幾個μm的尖端，一般只一個顆粒，工作時這個顆粒溫度最高，因蒸發(fā)逐漸被侵蝕，相鄰的一個顆粒則變成發(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)，尖端的這種隨機變化，將引起電子槍周期性波動。 ?????? 在發(fā)射的時候，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，有實驗測量使得功函數(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。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，第一次安裝，要自我激活。 ???交叉斑的電流密度分布為高斯分布 （二）、陰極場發(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、冷場發(fā)射、熱場發(fā)射 肖特基效應(yīng)： 發(fā)射體前電子的勢能曲線 V（z），?外加電場 -e I E I z，電子的勢能曲線。實際增加外電場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，肖特基熱場發(fā)射陰極（單晶六硼化鑭或者ZrO/W)為小于1微米，冷場發(fā)射陰極小于100nm。 1）、外電場可以忽略不計，曲線A，例如 發(fā)叉式鎢燈絲陰極。 2）、外電場增加，如曲線B,表現(xiàn)為勢壘高度降低，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， 肖特基熱場發(fā)射陰極（單晶六硼化鑭材料，表面覆氧化鋯單晶鎢擴展的肖特基場發(fā)射陰極） 3）、進一步增加外電場強度，如曲線C，不僅勢壘高度進一步降低，而且勢壘的寬度顯著變窄，當勢壘寬度小于10nm，量子隧道效應(yīng)成為發(fā)射的主導機制。 這時處于室溫，大多數(shù)電子的動能不足以克服已經(jīng)降低了的勢壘，但可以穿透勢壘。由于在費米能級處有大量的自由電子，結(jié)果發(fā)射電流密度很大--所謂的冷場發(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。 ? 當外電場I E I 超過10九次方 V/m時， 發(fā)射電流密度 10000-1000000A/cm?。 冷場陰極曲率半徑小于100nm，發(fā)射面積很小，一般總的發(fā)射電流1-10微安 冷場發(fā)射陰極尖的氣體吸附會影響功函數(shù)，并引起發(fā)射電流波動。提高電子槍室的真空度，10的負8Pa，可以降低氣體的吸附速率，但無法避免，對發(fā)射尖端進行瞬間加熱到2000℃以上（flash），將會有效的脫氣。低于10負8Pa，針尖很快損壞。 下圖是日本日立冷場發(fā)射掃描電鏡電子槍陰極操作說明。 8-12小時必需進行Flash脫氣恢復，然后需要等待30分鐘，發(fā)射束流才會相對穩(wěn)定。 ?? 冷場發(fā)射電子槍陰極，采用310單晶鎢，功函數(shù)4.2ev，腐蝕成冷場發(fā)射陰極針尖，曲率半徑小于100nm ?4）、基于冷場發(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，采用折中方法的是熱場發(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，從而使得外電場強度略低于冷場發(fā)射。發(fā)射機制是隧道電流效應(yīng)+熱發(fā)射，集合了部分冷場場發(fā)射的優(yōu)點，同時避免氣體吸附效應(yīng)，因而可在較差的高真空條件下工作。ZrO/w在1800K和10負7次方Pa真空條件下,發(fā)射性能和冷場不相上下。發(fā)射束流更高，更穩(wěn)定。分辨率稍微有一點點差，但作為多功能分析的使用價值遠遠高于冷場發(fā)射。? ????????????????????? 二、電子槍的電子源:? 第一交叉斑直徑do ?????? 從電子槍陰極發(fā)射的電子束，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，一般為20μm~100μm，和加速電壓形成的靜電場強大小有關(guān)。電子源是電磁透鏡（聚光鏡，物鏡）進行聚焦成像的“物”而存在，經(jīng)過三級電磁透鏡縮小，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=50μm--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50-100nm 2、場發(fā)射電子源 ????? ? ????????????六硼化鑭熱發(fā)射陰極和熱場發(fā)射陰極??????????????????????????????????????? ?? 場發(fā)射陰極焊接在發(fā)叉式鎢絲上，給熱場陰極ZrO/W加熱，到1800K，熱場發(fā)射陰極曲率半徑約為300nm， ?????????????????????????????????????????????????????????可以給冷場陰極W單晶，F(xiàn)lash。 ????? ??????? ? ?1）、熱場發(fā)射電子源（虛源）? 直徑 20nm?????????????????? 2）、冷場發(fā)射電子源（虛源） 直徑為5nm 肖特基熱發(fā)射和場發(fā)射（冷場、熱場），電子槍結(jié)構(gòu)相同，只是發(fā)射機理油差異，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，場發(fā)射具有比熱發(fā)射好的亮度，如果進一步加大束斑尺寸，場發(fā)射亮度將不如普通熱發(fā)射。由于場發(fā)射SEM電子探針電流在nA-pA之間，當束流保持在nA級別時，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)越的分辨。 三、電子源的亮度。 ? 電子束幾何光柱示意圖。 ? ? 電子源的平均電流密度為： 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： ? ??????? 好的電子源勝過好的電磁透鏡系統(tǒng)。 β=(電流)/【（面積）*（立體角）】 Langmuir(1937年）指出，對于高電壓來說，電子束亮度的極大值為 ???? βo＝Jk（eVo /πkT）? ?????????????? 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)射的絕對溫度； ???????????????? e－電子電荷。 ?由電磁透鏡組成的電子光學系統(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。在電子光學系統(tǒng)中，任何位置電子束斑的電流密度J為。 ? ? ? 結(jié)論： 1、對于熱發(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、對于場發(fā)射，除了與熱發(fā)射具有共性以外，外加電場越高，亮度越高，主要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Ib。 目的是選擇參數(shù)T Vg h d,使得束流在盡量小的情況下達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，所以提高燈絲溫度是提高亮度的最簡單直接的方法。溫度的提高會遇到燈絲表面由于堆集而產(chǎn)生的空間電荷，會抑制發(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。加速電場只有通過柵極的小孔才能到達燈絲。但在燈絲和柵極之間加一個可變電阻，這樣當電子發(fā)射后，在燈絲和柵極之間形成了偏壓。這個偏壓的存在，使得燈絲的電勢比柵極的電勢高，起到抑制燈絲電子發(fā)射的作用，引入了燈絲發(fā)射負反饋機制。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，這時候?qū)崿F(xiàn)燈絲發(fā)射飽和。這時候的電子槍亮度是在這個條件下的最大值。 ??????????? 偏壓Vg是靠偏壓電阻，在束流發(fā)射條件下實現(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)自動調(diào)節(jié)的功能。 ??????????? 偏壓電阻可調(diào)：在偏壓電阻一定時，實現(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強度，為了降低束流，我們必須同時減小發(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，有利于電子槍實現(xiàn)更高的亮度，即是可以在更高的燈絲溫度下實現(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，卻很難達到理論最大亮度。 ?????? 亮度的提高，以犧牲燈絲壽命為代價，大多數(shù)掃描電鏡h可調(diào)節(jié);? 柵極孔徑過小，對中和燈絲變形難度加大,一般d已經(jīng)設(shè)計成最佳尺寸，操作者不可調(diào)節(jié)。 ???? 4、總電子束電流i-beam：Boersch效應(yīng)：當較大的束流被壓縮在一個小空間中，（例如三級電子槍中的電子束交叉點），由于電子之間的距離較近，電子與電子之間的相互作用會加劇電子的能量分散。熱發(fā)射的初速能量分散只有0.35ev，但Boersch效應(yīng)使它增至1-2ev。束流越大能量分散也隨之增大，所以在要求低能量分散的場合，把電子強的總束流減小到一定程度，是有益的。 五、電子槍的對中： ???????電子源必需與電磁透鏡系統(tǒng)嚴格同軸 ?????? 不良同軸的后果： ??????? 1、直接后果,影響電子束流通過，電子源與透鏡光軸偏離，大部分電子束會被光闌遮擋，到達樣品的初級電子束流受到很大影響。 ??????? 2、會引入軸外電子成像聚焦，增大電磁透鏡的像差。一般叫做電子槍引入的球差。 ?????? 電子槍合軸：調(diào)節(jié)電子源與電磁透鏡系統(tǒng)的同軸，成為電子槍合軸。分三個部分 1、 燈絲對中： 燈絲和柵極光闌孔對中。傳統(tǒng)需要在顯微鏡下手工調(diào)節(jié)。柵極（韋氏帽）孔一般為500μm，燈絲尖端直徑約為100微米，調(diào)節(jié)對中靠人的眼鏡，因此不同人的調(diào)節(jié)有較大誤差。 ???????????????????????????????目前普遍采用工廠預對中燈絲，由高精度零件機械定位，誤差比手動調(diào)節(jié)的小。 ??????? 2、電子槍整體的機械對中。主要是電子槍傾斜調(diào)整，這個步驟在老型號電鏡上是必須的。隨著組件精密度的提高，機械調(diào)整量很小。 如果電子槍有微小傾斜，都會損失大量的束流。因此調(diào)整是必要的 ????????3、電磁對中調(diào)整： ???????????? 當燈絲對中和機械對中調(diào)節(jié)到最佳后，使用一段時間，燈絲有少許的變形，使得電子源和透鏡主軸少許偏離，通過調(diào)節(jié)電磁對中，可以校正這種偏離。 ???????????? 由于最初的機械對中，在燈絲的溫度和加速電壓一定條件下校正的，當我們改變燈絲溫度和加速電壓時，燈絲會有少許變形，造成電子源偏離軸心；加速電壓改變電子速度，經(jīng)過原有的對中磁場時，電子束將會相對原有正確方向有很大偏離。這時都需要進行電磁對中的調(diào)整。 ???????????? ??? ??? ? 參考資料：《電子顯微鏡與電子光學》