場發射電子顯微術

場發射電子顯微術(field emission electron micros-copy; FEEM)，是藉助樣品針尖的場致電子發射及其放大圖像來觀察表面結構的研究方法。樣品製成針狀，針尖曲率半徑約100nm，經侵蝕而成，樣品置於超高真空中(約10^-11Pa)，並作為陰極。在陽極正電壓所造成的電場(約10⁷V /cm) 中，針尖發射電子，電子飛向螢光屏。發射電流 I 取決於電場強度F及發射表面的功函式q，例如在均勻電場中I=AF²exp(-Bφ²/F)，式中A、B 為常數。因此可形成反映樣品表面結構的二維圖像。放大倍數可達10⁶，分辨能力約為1nm。

基本介紹

• 中文名：場發射電子顯微術
• 外文名：field electron microscopy;FEM;field emission electron microscopy; FEEM
• 學科：材料工程
• 領域：工程技術

定義

場發射電子顯微術是指藉助樣品針尖的場致電子發射及其放大圖象而觀察表面結構的研究方法。

簡介

單晶樣品製成針狀，針尖曲率半徑約100nm，經浸蝕而成。樣品置於超高真空中(~10^-11Pa），並作為陰極。在陽極正電壓所造成的電場(約10⁷V /cm)中，針尖發射電子電子飛向螢光屏發射電流I取決於電場強度F及發射表面的功函式ρ 。放大倍數可達10⁶，分辨能為約為1nm。

套用場電子顯微鏡可觀察潔淨表面的幾何形貌(如粗糙表面因ρ 降低而形成亮點)及晶體結構，晶界結構(若正好有晶界在針尖)及其運動，加熱過程中的表面形貌變化及多型轉變。通過測量發射電子的能譜還可研究針尖的電子結構。吸附表面和純淨表面的圖象全然不同，套用在樣品上方的氣體源供給吸附氣體，可研究表面的吸附位置，吸附原子在表面的移動和化學反應過程，研究催化作用。

發射裝置

一般是套用非市售的實驗室設備場發射電子顯微鏡。

缺點

此種技術由於分辨能力不如場離子顯微術，又不便與其它方法結合，使用很不普遍。