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场发射电子源在中国实现量产!被“卡脖子”的关键技术
被大束突破

发布时间:2023-5-25     来源:大束科技    编辑:衡格格    审核:张经纬、王静

电子显微镜是纳米材料科学、生物、半导体等领域研究的必须的大型科研仪器,按照使用的电子源种类不同可以分为钨灯丝、LaB6 和场发射型电子显微镜。不同种类的电子源是应用到不同技术的电子枪中,就目前的技术来说这三种技术中,使用场发射电子源的电子枪分辨率最高,电子源使用寿命也是最长的。

   

国产电子源质量已经与进口相当



大束科技离子源

01高质量电子显微镜长期被美日垄断

电子枪是电子显微镜系统中最为核心的部分,正是由于没有场发射电子源技术,没有对应场发射电子枪,我国目前只有一家可以生产钨灯丝扫描电子显微镜的企业,TEM透射电镜只有日本电子和美国的赛默飞世尔可以生产,高质量扫描电子显微镜也只有日本两家企业,美国赛默飞世尔、德国ZEISS和捷克的Tescan可以生产。而电子显微镜里的核心部件场发射电子源只有日本和美国可以生产,欧洲企业也只能依靠外购。

02二场发射电子制造难度高

在场发射电子枪技术中,有冷场和热场区别,不论是冷场还是热场,目前使用的肖特基场发射电子源或叫场发射灯丝都是采用在钨单晶针上镀上了氧化锆来降低电子的逸出功,单晶钨尖上的氧化锆只有一个分子的厚度。在拉出极高电场的作用下,电子源在发射面上发射出电子束,经过聚光镜的控制作用打到样品上的电子束光斑一般只有0.81 nm 。电子束的光斑大小直接影响到了电子显微镜的分辨率,电子束的束斑越小分辨率越高。

03国产电子源质量已经与进口相当

大束科技(北京)有限责任公司的中外研发人员联合在研制高质量电子显微镜的同时,研发了场发射电子源,在经过研发实验,材料选择、制造工艺改进等系列工作后,大束科技量产的场发射灯丝经过在电子显微镜设备上实际装机测试,其生产的肖特基场发射电子源与进口产品相比较,电子束的亮度和稳定性与其相当,使用寿命在相同工况下已经高于国外厂家标称使用时间。经过抽查测试,量产后的灯丝的一致性很好。目前的产品可以替换所有品牌的电镜的电子源。

大束科技(北京)有限责任公司研发的场发射电子源的量产,标志着这一被美日发达国家卡脖子的技术已经突破,可以为中国电子显微镜厂家以及用户提供高性价比的电子源,希望在电镜研发者和电镜使用者共同努力下,中国制造再添利器,实现高质量的电子显微镜中国制造。

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