钨灯丝冷场热场扫描电镜的区别精修订
钨灯丝扫描电镜聚焦和消象散步骤
钨灯丝扫描电镜聚焦和消象散步骤一、样品装载和开机：1、样品制作、安装。
（根据样品导电性强弱来判定是否镀膜）2、打开电脑、显示器及电镜电源。
3、替换样品台，按Exchange键，抽真空。
（换样前若样品室有真空，需提前释放。
）4、开软件，双击桌面的SENSE-SEM图标，等待软件运行。
二、测试：1至11为整个测试的操作流程，14为练习内容，可以比较样品台高度Z不同，电镜测出图片效果。
Z最低，图片景深好。
Z比最低点高，图片清晰度好。
1、调样品台高度，Z轴调最低点位置，最小值-22.0（大约）。
实际测样中样品台高度要根据样品情况来调整。
2、选合适加速电压、探测器类型及高真空模式后，点击“start”开始调试。
3、放大画面前实时图像若为白色，向右调节第一聚光透镜电流CL1.（CL2为最右端）。
4、Collector-CLT收集器、Amplifier-PMT放大器，一般调最大。
5、在实时图像模式调粗聚焦，Z为-22.0（自动平台控制盒有显示）时，W/D调为20（不同机型，W/D值有所差异），图像会清晰。
Z固定一个高度时，W/D只需调一次。
6、移动样品台位置，调X/Y轴和Beamshift光束位移使样品测试部位在画面中间。
7、打开wobble功能，旋转光阑杆X/Y轴，使光阑孔对齐，图像不晃动。
（SS-60无此步骤）8、调微聚焦，画面清晰。
放大需要的倍数，重复调微聚焦。
9、调Stigmation消像散，X、Y值±20%，重复调微聚焦，图像会更清晰。
（图片放大倍数小于3千-5千倍，可不用调Stigmation。
）10、适当调整Contrast对比度和Brightness亮度。
11、PhotoMode3扫描，存储图片。
12、如需测试样品其它部位，缩小倍数，重复上述6至11步骤。
13、如需测试其它样品，先点击软件“stop”按钮，待显示出start，按设备上的Exchange键，释放真空，之后更换样品，再按Exchange键，抽真空，重复以上1至11步骤。
扫描电镜图像的分析ppt课件
图4.28堆积荧光蓝粉颗粒的粒度丈量 2000X
图4.29 聚集的超细银粉
16
表4.1是荧光蓝粉〔外形近似球体〕的SEM粒度丈量结果与激光衍射法、电导法丈量结果的 比较。从表4.1可以看出，它们的丈量结果比较一致，证明SEM法的粒度丈量结果是可靠的。
表4.1 不同粒度丈量方法所得结果比较
〔µm〕
1千倍，2千 倍，1074个
μ
m
由表4.3看出，随着丈量颗粒数的添加，数均粒度Ｄn的变化并不明显， 而体均粒度Ｄv的变化 就稍大。当丈量的颗粒数大于200时,Ｄv变化趋向平稳。可以认定，200颗粒就是适宜的丈量个 数。对于外形不规那么、粒度分布宽的样品言，丈量颗粒数对粒度结果Dv的影响就很明显， 普通选择丈量颗粒数目为300个以上。
图4.12 500X 解理和沿晶断裂
图4.13 钢管的断口 500X
图4.14 钢材腐蚀外表 1000X
8
图4.15 750X 沿晶断裂
图4.16 550X 解理断裂
图4.17 1000X 解理+准解理
图4.18 500X 解理+沿晶断口〔拉长韧窝〕
9
图4.19 高岭土 3000X
图4.20 高岭土5000X
10
〔1〕2000X
〔2〕 2000X
〔3〕2000X
〔4〕 2000X
图4.21 钛酸锶陶瓷组织构造
11
(3) 2000X
黑色为铁素体；白色为珠光体 图4.22 油管〔钢材〕2006-516金相组织
(1) 500X
12
(2) 1000X
SEM所得金相组织照片与光学显微镜的金相组织照片相反，如以下图4.23 所示。
21
4.4.2 能谱仪的分辨率
扫描电镜
1.扫描电子显微镜的成像原理：与透射电镜完全不同，它不用电磁透镜放大成像。
而是以类似电视摄影显像的方式。
利用细聚焦高能电子束在样品表面扫描时激发出来的各种物理信号来调制成像的。
扫描电子显微镜的特点：①高分辨率：普通钨灯丝扫描电镜其二次电子像的分辨率达3～4nm；而场发射扫描电镜可达1～2nm。
②高放大倍数：10倍～50万连续可调，原位放大。
③高景深：适合于粗糙表面及断口形貌的显微分析。
④多功能：可与其它分析仪器相组合，能在同一台仪器上进行形貌、微区成分和晶体结构等多种微观组织结构信息的同位分析。
2电子束与固体样品作用高能入射电子束轰击固体样品，与样品物质中的原子核、核外电子相互作用，而发生散射和吸收。
原子对电子散射：也分弹性散射与非弹性散射。
1)、弹性散射：入射电子与原子核的相互作用。
2). 非弹性散射：入射电子与原子中核外电子作用。
入射电子能量传给原子而发生变化，并引起原子结构变化，产生各种电子激发或辐射。
3)吸收：入射电子在固体中散射比X 射线强得多，固体对电子的“吸收”强烈。
吸收表现：随着激发次数增多，入射电子动能逐渐减小，引起强度衰减，直到耗尽，最终被固体吸收（束缚）。
电子束与固体样品作用时产生的信号1)．背散射电子：指被固体样品中原子核反弹回的一部分入射电子。
含弹性的和非弹性的①弹性背散射电子：指被样品物质中原子核反弹回来，散射角>90o的部分入射电子，其能量基本无损失，只改变方向。
特点：能量高，能达数千～数万电子伏。
②非弹性背散射电子：入射电子和核外电子相互作用，不仅方向改变、能量有不同程度损失，经多次散射后仍能回表面（散射角> 90o ）的电子。
背散射电子特点：能量：从数十eV～数千eV很宽。
数量：弹性的远比非弹性的所占份额多。
来源：样品表层几百nm深度。
产额：随原子序数Z增大而增多。
2)．二次电子：指被入射电子击出，并离开样品表面的样品物质核外电子。
二次电子特点：①大多（90％）是来自样品原子外层的价电子。
扫描电镜图像的分析
100 150 200 250 300 350 400 颗粒个数Ｎ
个
数 均 D n 5.57 5.30 5.40 5.57 5.50 5.57 5.64
μ
m
体 均 D v 8.33 8.20 8.06 8.16 8.08 8.09 8.14
μ
m
D50 μm 8 . 11 8 . 1 0 7 . 8 0 7 . 9 2 7 . 9 1 7 . 9 2 7 . 9 5
图4.12 500X 解理和沿晶断裂
图4.13 钢管旳断口 500X
图4.14 钢材腐蚀表面 1000X
图4.15 750X 沿晶断裂
图4.16 550X 解理断裂
图4.17 1000X 解理+准解理
图4.18 500X 解理+沿晶断口（拉长韧窝）
图4.19 高岭土 3000X
图4.20 高岭土5000X
图4.22 Mg-Zn-Y合金二次电子照片
图4.23 合金旳背散射电子照片 500X
图4.24 Mg-Zn-Y合金旳背散射电子照片 图4.25 Mg-Zn-Y合金旳背散射和二次电子照片
图4.26 铝钴镍合金二次电子照片
图4.27 铝钴镍合金背散射电子照片
4 粒度分布测量
大规模集成电路板上旳沟槽深、线宽、圆直径、正方形、长方形边长等旳测量；粉体（尤其是纳米）颗粒 粒度测量、原则粒子微球旳粒度定值；复合材料（如固体推动剂）中某种颗粒组份粒度分布测量、样品表 面孔隙率测定等…，都能够使用图像处理、分析功能，有自动和手动。目前旳EDS中都有该软件包供选择， 用SEM测量测定粉体颗粒粒度是精确、以便和实用旳。测量旳粒度范围能够从几十纳米到几种毫米，是 任何专用粒度仪所无法胜任旳。尤其当分析样品旳粒度不大于3um（例如：超细银粉、碳粉、钴蓝、 Fe2O3、SiO2等）时，超细颗粒极易汇集、团聚（如下图）、在水中尤其难于分散旳特征，老式旳湿法 粒度分析（例如：Coulter计数法、激光散射法、动态光子有关法）就无法得到真实旳粒度成果。而扫描 电镜粒度分析法（简称SEM法）却不受这些限制，比较灵活，完全能适应这些特殊样品旳粒度分析，同 步它属于绝对粒度测量法。为克服SEM粒度分析法所存在旳测定样品量太少、成果缺乏代表性旳缺陷， 在实际操作时，要多制备些观察试样，多采集些照片，多测量些颗粒（300个以上）。超细粉体样品一般 制备在铜柱表面上，希望颗粒单层均匀分散、彼此不粘连。这么，在不同倍数下得到照片，便于图象处理 和分析功能自动完毕；不然，就要手工测量每个颗粒旳粒度，然后进行统计处理。
钨灯丝扫描电镜拍图最佳状态的维护与思考
钨灯丝扫描电镜拍图最佳状态的维护与思考周广荣【摘要】钨灯丝扫描电镜最佳工作状态的维护需要处理好仪器的硬件、附件和附属的工具、工作参数的调节与维护、样品处理以及保养等工作。
这篇文章详细分析了这些影响因素，同时提出了一些相应的维护方法。
%Best in tungsten filament SEM image maintenance should control the instrument hardware , accessories and ancillary tools ,specification ,sample handling and maintenance. T he paper analyzed in de-tail each of these factors ,w hile detailing maintenance of corresponding methods.【期刊名称】《分析仪器》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】4页(P74-77)【关键词】钨灯丝扫描电镜;最佳图像;维护与思考;方法【作者】周广荣【作者单位】聚合物分子工程教育部重点实验室，复旦大学高分子科学系上海200433【正文语种】中文扫描电子显微镜作为样品微观形貌观察的有力工具，正越来越迅速、广泛地应用于化学、材料以及高分子等领域。
相对透射电镜而言，扫描电镜有真空度低、电子束流大、制样及使用方便等优点，因此扫描电镜的使用机时几乎列于所有仪器之首，这就暗示了仪器的维护保养必须作为仪器使用和仪器管理人员的头等大事，因为维护和保养可以最大限度的消除一些对电镜图像的干扰因素，使仪器时刻处于最佳的工作状态，获得良好的图像质量和分析结果，同时通过不断的维护与保养能够及时发现并解决潜在的问题。
否则会降低仪器的有效运行时间和性能、增加仪器运行的成本、污染仪器降低仪器的使用寿命，同时也会严重影响科学事业发展的步伐。
在实际工作中，可以通过采取一些必要的保养和维护措施，减少由于保养和维护不到位带来的问题，提高仪器的使用效果。
台式扫描电子显微镜钨灯丝的熔断分析及维护
实 验 技 术 与 管 理 第37卷 第8期 2020年8月Experimental Technology and Management Vol.37 No.8 Aug. 2020ISSN 1002-4956 CN11-2034/TDOI: 10.16791/ki.sjg.2020.08.022台式扫描电子显微镜钨灯丝的熔断分析及维护郑 娜，沈素丹，浦 群，房尔园，贺 静，张 斌，徐 丽（浙江大学 化学工程与生物工程学院 化学工程联合国家重点实验室，浙江 杭州 310027）摘 要：对近两年来已熔断的不同使用寿命的钨灯丝进行对比总结，发现在有效长度基本一致的情况下，使用寿命长的钨灯丝发叉处的夹角比使用寿命短的大；而且相比未使用的钨灯丝的微观形貌，使用后的钨灯丝的表面产生了很多褶皱。
结合多年来的管理和维护实践，提出了台式扫描电子显微镜延长钨灯丝使用寿命的方法，对提高扫描电子显微镜的开放共享具有借鉴意义。
关键词：扫描电子显微镜；钨灯丝；熔断；维护中图分类号：G647 文献标识码：B 文章编号：1002-4956(2020)08-0102-03Fusing analysis and maintenance of tungsten filamentfor desktop scanning electron microscopeZHENG Na, SHEN Sudan, PU Qun, FANG Eryuan, HE Jing, ZHANG Bin, XU Li(State Key Laboratory of Chemical Engineering, School of Chemical and BiologicalEngineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)Abstract: The tungsten filament with different service life which has been fused in recent two years is compared and summarized and it is found that the angle at the fork of tungsten filament with long service life is larger than that with short service life when the effective length is basically the same. Compared with the micro morphology of the unused tungsten filament, there are many wrinkles on the surface of the used tungsten filament. Based on the management and maintenance practice for many years, the method of prolonging the service life of tungsten filament by the desktop scanning electron microscope is put forward, which can be used for reference to improve the open sharing of the scanning electron microscope.Key words: scanning electron microscope; tungsten filament; fusing; maintenance扫描电子显微镜（scanning electron microscope ，SEM ）简称扫描电镜，是电子学与光学相结合的大型精密仪器[1]，是微观结构分析的有力工具，广泛地应用于化工、高分子、医药、纳米材料等领域[2-6]。
扫描电镜和能谱仪
(1) 加速电压
低加速电压可以增加轻元素的X射线强度， 提高空间分辨率，减少对试样的损伤; 对于金属元素及微量元素的分析，选用高加 速电压。
X 射线穿透深度
Mix:上、下探头的混合像
Lower:下探头图像
Upper:上探头图像
上探头：表面形貌
下探头：立体感好
样品： 16MDRAM Capacitor
上、下探头的图像对比
荷电现象
荷电效应：通常对不导电材料而言。这类样品 如果未经导电处理，而且与地未行成通路，电 子束在表面连续扫描时，由于电子束不断地注 入，表面很快积累大量负电荷，当表面负电场 足够强时，会排斥入射电子，并偏转二次电子， 图像亮度不稳定，图像发生畸变或不规则移动。
表面台阶引起的附加吸收
入射电子束
出射x射线
附加吸收距离
台阶
能谱测试样品制备要求
1、样品必须经干燥处理，冷冻干燥、真空干燥或者在烘箱 中60 oC加热两小时以上。潮湿样品和含有易挥发物质的 样品绝对不能放入样品仓；
2、粉末样品可直接粘到碳导电胶上，必须粘牢。样品颗粒 大，可粘到导电胶上直接进行测试；样品颗粒较小，最 好使用压片机压片后再测试；
二次电子
(Secondary Electron)
入射电子 真空 样品(金属)
SE和BSE的激发原理
二次电子图像
背散射电子图像
SE和BSE的图像对比
电子枪 冷阱 样品仓
离子泵
样品交换仓 轨迹球
液晶显示器 旋钮板
日立S求
1、样品必须经干燥处理，冷冻干燥、真空干燥或者在烘箱 中60 oC加热两小时以上。潮湿样品和含有易挥发物质的 样品绝对不能放入样品仓；
扫描电镜
30
00:34
31
00:3察复杂 表面形貌是有益的。如果样品是半导体器 件，在加电情况下，由于表面电位分布不 同也会引起二次电子量的变化，即二次电 子象的反差与表面电位分布有关。这种由 于表面电位分布不同而引起的反差，称为 二次电子象电压反差，利用电压反差效应 研究半导体器件的工作状态（如导通、短 路、开路等）是很有效的。
00:34
13
上述信息，可以采用不同的检测仪器，将 其转变为放大的电信号，并在显象管荧光 屏上或X－Y记录仪上显示出来，这就是相 关仪器的功能。
00:34
14
2.2.2 扫描电镜工作原理和结构
工作原理 主要结构
00:34
15
工作原理
在扫描电镜中，电子枪发射出来的电子束，一般经过 三个电磁透镜聚焦后，形成直径为5nm的电子束。末 级透镜（也称物镜，但它不起放大作用，仍是一个会 聚透镜）上部的扫描线圈能使电子束在试样表面上作 光栅状扫描。
析
00:34
2
2.1 扫描电镜的发展
目前采用常规的钨灯丝电子枪的二次电子 像分辨率为3.5nm
采用LaB6电子枪的分辨率为2.5nm 采用场发射电子枪的分辨率则为1.5~0.8nm
00:34
3
2.2 扫描电镜的工作原理
2.2.1电子束与固体样品相互作用
如图所示，将 从样品中激发 出各种有用的 信息，它们包 括：
冷场发射 3-5
温度, ℃
2300
1500
1500
室温
灯丝亮度
1
10
500
1000
电流密度, A/cm2 1.3
25
500
50000
能量扩展, eV
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钨灯丝冷场热场扫描电镜的区别SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#钨灯丝、冷场、热场扫描电镜的区别扫描式电子显微镜，其系统设计由上而下，由电子枪 (Electron Gun) 发射电子束，经过一组磁透镜聚焦 (Condenser Lens) 聚焦后，用遮蔽孔径(Condenser Aperture) 选择电子束的尺寸(Beam Size)后，通过一组控制电子束的扫描线圈，再透过物镜 (Objective Lens) 聚焦，打在样品上，在样品的上侧装有讯号接收器，用以择取二次电子 (Secondary Electron) 或背向散射电子 (Backscattered Electron) 成像。
电子枪的必要特性是亮度要高、电子能量散布 (Energy Spread) 要小，目前常用的种类计有三种，钨(W)灯丝、六硼化镧(LaB6)灯丝、场发射 (Field Emission)，不同的灯丝在电子源大小、电流量、电流稳定度及电子源寿命等均有差异。
热游离方式电子枪有钨(W)灯丝及六硼化镧(LaB6)灯丝两种，它是利用高温使电子具有足够的能量去克服电子枪材料的功函数(work function)能障而逃离。
对发射电流密度有重大影响的变量是温度和功函数，但因操作电子枪时均希望能以最低的温度来操作，以减少材料的挥发，所以在操作温度不提高的状况下，就需采用低功函数的材料来提高发射电流密度。
价钱最便宜使用最普遍的是钨灯丝，以热游离 (Thermionization) 式来发射电子，电子能量散布为 2 eV，钨的功函数约为，钨灯丝系一直径约100μm，弯曲成 V 形的细线，操作温度约 2700K，电流密度为 cm2，在使用中灯丝的直径随着钨丝的蒸发变小，使用寿命约为 40~80 小时。
六硼化镧(LaB6)灯丝的功函数为，较钨丝为低，因此同样的电流密度，使用LaB6 只要在 1500K 即可达到，而且亮度更高，因此使用寿命便比钨丝高出许多，电子能量散布为 1 eV，比钨丝要好。
但因 LaB6 在加热时活性很强，所以必须在较好的真空环境下操作，因此仪器的购置费用较高。
场发射式电子枪则比钨灯丝和六硼化镧灯丝的亮度又分别高出 10 - 100 倍，同时电子能量散布仅为 - eV，所以目前市售的高分辨率扫描式电子显微镜都采用场发射式电子枪，其分辨率可高达 1nm 以下。
目前常见的场发射电子枪有两种:冷场发射式(cold field emission , FE)，热场发射式(thermal field emission ,TF) 当在真空中的金属表面受到108V/cm 大小的电子加速电场时，会有可观数量的电子发射出来，此过程叫做场发射，其原理是高电场使电子的电位障碍产生 Schottky 效应，亦即使能障宽度变窄，高度变低，因此电子可直接"穿隧"通过此狭窄能障并离开阴极。
场发射电子系从很尖锐的阴极尖端所发射出来，因此可得极细而又具高电流密度的电子束，其亮度可达热游离电子枪的数百倍，或甚至千倍。
场发射电子枪所选用的阴极材料必需是高强度材料，以能承受高电场所加诸在阴极尖端的高机械应力，钨即因高强度而成为较佳的阴极材料。
场发射枪通常以上下一组阳极来产生吸取电子、聚焦、及加速电子等功能。
利用阳极的特殊外形所产生的静电场，能对电子产生聚焦效果，所以不再需要韦氏罩或栅极。
第一(上)阳极主要是改变场发射的拔出电压(extraction voltage)，以控制针尖场发射的电流强度，而第二(下)阳极主要是决定加速电压，以将电子加速至所需要的能量。
要从极细的钨针尖场发射电子，金属表面必需完全干净，无任何外来材料的原子或分子在其表面，即使只有一个外来原子落在表面亦会降低电子的场发射，所以场发射电子枪必需保持超高真空度，来防止钨阴极表面累积原子。
由于超高真空设备价格极为高昂，所以一般除非需要高分辨率 SEM，否则较少采用场发射电子枪。
冷场发射式最大的优点为电子束直径最小，亮度最高，因此影像分辨率最优。
能量散布最小，故能改善在低电压操作的效果。
为避免针尖被外来气体吸附，而降低场发射电流，并使发射电流不稳定，冷场发射式电子枪必需在 10-10 torr 的真空度下操作，虽然如此，还是需要定时短暂加热针尖至 2500K(此过程叫做 flashing)，以去除所吸附的气体原子。
它的另一缺点是发射的总电流最小。
热场发式电子枪是在 1800K 温度下操作，避免了大部份的气体分子吸附在针尖表面，所以免除了针尖 flashing 的需要。
热式能维持较佳的发射电流稳定度，并能在较差的真空度下(10-9 torr)操作。
虽然亮度与冷式相类似，但其电子能量散布却比冷式大 3~5 倍，影像分辨率较差，通常较不常使用。
扫描电子显微镜之--电子枪结构原理及重要参数2010-06-21 14:10:42 阅读114 评论0 字号：大中小订阅DEMA驰奔编辑欢迎浏览本博客，点击蓝色字体，链接本博客相关内容，转载请注明出处！电子枪是电子光学系统主要部件之一，从电子枪阴极（灯丝）发射的电子，在加速电场（静电透镜）中汇聚形成的第一个最小光斑称作电子源，电子源是作为成像系统的“物”而存在，电子源可被电磁透镜放大和缩小（扫描电镜电磁透镜，按照规则，对电子源进行缩小），电子源的亮度和电子能量分散是电镜电子枪的两个重要性能指标。
在一定加速电压下，决定电子源亮度和能量分散的主要因素是电子枪阴极发射材料，发射方式和发射温度。
目前扫描电镜电子枪的发射材料主要有：钨、LaB6，YB6，TiC 或ZrC 等制造，其中W、LaB6应用最多发射方式主要为：热发射，场发射发射温度: 常温300K（冷场发射），1500K-1800K (热场发射、肖特基Schottky热发射)，1500K-2000K（LaB6热发射），2700K( 发叉式钨丝热发射）一、阴极发射基本原理简介：电子枪提供一个稳定的电子源，以形成，通常需要所谓的热发射过程从电子枪阴极获得这些电子。
足够高的温度使得一定百分比的电子具有充分的能量E,以克服阴极材料的功函数Ew，而从阴极发射出。
Ef为费米能级。
金属中做着热运动的自由电子，其动能呈麦克斯韦分布。
1、随着温度升高，能量分散，即能量分布半高宽加宽。
E半高宽=不同电子枪灯丝工作能量分散最低值：钨灯丝：3000K，六硼化镧：1500K 场发射：300K2、随着温度升高，分布向高能端移动，有机会脱离金属材料的自由电子数量增加，就会有更多的电子具有足以克服势垒的动能，只要方向合适，就会脱离金属出射。
自由电子金属热出射遵循李查德森规律：表面电流密度与温度和势垒（功函数）的关系。
A 为与电子发射材料有关的常数T为阴极材料的绝对温度(K)发射电流密度与金属温度T的平方和指数来体现，T在指数的影响更大。
电流密度会随着温度提高急剧增加。
功函数的影响在指数项的分母处，所以对发射也有决定性影响。
每减小的功函数，将使表面电流密度提高倍。
（一）、阴极热发射：选择阴极材料，要求功函数小，而且融点高。
最常用的阴极材料是钨丝, 融点是3650K，功函数（功函数与晶体取向有关，单晶310为），2500-2800K 有较强的的电流发射密度（1-2A/cm）。
特点是稳定，制备工艺简单，应用十分广泛。
六硼化镧：更为理想的阴极材料。
功函数，平均为，（和晶体取向有关，110面为最佳取向）在1500-2000K时能够工作。
1500K的六硼化镧表面电流密度与钨灯丝3000K表面电流密度相当。
2000K六硼化镧表面电流密度为100A/cm。
优点，1）、蒸发速率下降，可以获得更长的寿命 2）、从电子束亮度极大值Langmuir公式可以看出，当表面电流密度和加速电压相同的时候，那么1500K六硼化镧的亮度是3000K钨灯丝亮度的两倍。
缺点：六硼化镧的化学活性很强，在加热时很容易和几乎所有元素形成化合物，这种情况发生，阴极会“中毒”，发射效率急剧下降。
因此对真空要求比钨丝高，需要。
在较低真空中，表面会形成紫色氧化物，影响性能。
制造工艺复杂。
以上两种可以克服的缺点提高了扫描电镜造价。
六硼化镧细小颗粒粉末（约为5μm），热压烧结成杆，发射端磨成半径只有几个μm的尖端，一般只一个颗粒，工作时这个颗粒温度最高，因蒸发逐渐被侵蚀，相邻的一个颗粒则变成发射体。
六硼化镧的功函数与反射体的结晶取向有关，尖端的这种随机变化，将引起电子枪周期性波动。
在发射的时候，由于有高偏压，六硼化镧电子枪也存在肖特基效应，但效应较低，有实验测量使得功函数降低至多。
六硼化镧的加热方式：1）、旁热电阻丝加热，前端加热，后端冷却。
专用的电子枪。
2）、直热式，用石墨片夹持，由于需要的六硼化镧很小，采用单晶六硼化镧，这样只要更换一个栅极帽，就可以和钨灯丝栅极帽互换使用。
六硼化镧没有明显的饱和点，第一次安装，要自我激活。
交叉斑的电流密度分布为高斯分布（二）、阴极场发射原理, 以及由此演化的三种不同类型的电子枪。
肖特基热发射、冷场发射、热场发射肖特基效应：发射体前电子的势能曲线 V（z），外加电场 -e I E I z，电子的势能曲线。
实际增加外电场的主要途径是减小阴极的曲率半径，发叉式钨丝阴极为100微米，六硼化镧阴极约为5微米，肖特基热场发射阴极（单晶六硼化镧或者ZrO/W)为小于1微米，冷场发射阴极小于100nm。
1）、外电场可以忽略不计，曲线A，例如发叉式钨灯丝阴极。
2）、外电场增加，如曲线B,表现为势垒高度降低，因而能够提高发射电流密度，就是所谓的肖特基效应。
只有外电场增加到10五次方V/cm以上，肖特基效应才明显。
例如：六硼化镧热发射阴极，肖特基热场发射阴极（单晶六硼化镧材料，表面覆氧化锆单晶钨扩展的肖特基场发射阴极）3）、进一步增加外电场强度，如曲线C，不仅势垒高度进一步降低，而且势垒的宽度显着变窄，当势垒宽度小于10nm，量子隧道效应成为发射的主导机制。
这时处于室温，大多数电子的动能不足以克服已经降低了的势垒，但可以穿透势垒。
由于在费米能级处有大量的自由电子，结果发射电流密度很大--所谓的冷场发射，发射本质是量子隧道效应。
量子隧道效应发射电流密度服从 Fowler-Nordheim定律。
当外电场I E I 超过10九次方 V/m时，发射电流密度 A/cm。
冷场阴极曲率半径小于100nm，发射面积很小，一般总的发射电流1-10微安冷场发射阴极尖的气体吸附会影响功函数，并引起发射电流波动。
提高电子枪室的真空度，10的负8Pa，可以降低气体的吸附速率，但无法避免，对发射尖端进行瞬间加热到2000℃以上（flash），将会有效的脱气。
低于10负8Pa，针尖很快损坏。
下图是日本日立冷场发射扫描电镜电子枪阴极操作说明。