場電子發射顯微術(FieldEmissionMicroscopy,FEM).FEM在1936年被發明,Müller為了觀察此種場電子的角分布圖像,於是將針尖狀的發射體(emitter)置於玻璃制球形真空腔中心作為陰極,發射體對面玻璃壁上鍍上一層透明的導體物質,其上再覆以磷光劑作為陽極.當一個大負電壓加在針上時,由於尖端效應,針尖上產生很強的負電場,電子便能被發射出來.結果發現,發射出來的場電子沿徑向(表面電場方向)飛行,撞擊螢光幕後所產生的亮點可顯現尖點表面結構圖像.
1951年,穆勒將前面所述的場電子顯微鏡之二極反接,隱約中見到解像力較好的模糊影像.後來他再充入10-3torr(1torr=1mm水銀柱高的氣壓)的氫氣於真空腔中,發現當正電場達2×108Vcm3×108Vcm時,磷光幕上呈現原子解像力的結構圖像.這也是人類第一次肉眼觀察到原子的影像,於是引起許多實驗者極大的興趣.後來才了解這是由於發生場游離(fieldionization)所形成的現象.FIM即是利用將高正電壓加在針尖上,產生很強的正電場,藉此來游離氦或氖原子,被游離出來的正離子因為正電場而被加速射向螢幕,因而得到影像.其中FIM有兩個限制:1.它只適用在某些能製成針的金屬2.需在真空中及液態氮或液態氦的低溫下操作.相較之下,SPM的限制就少很多。
