重要性及性能比较：电子光学仪器中真空系统的优化

真空系统在电子光学仪器中十分重要,这是因为电子束只能在真空下产生和操纵。对于扫描电镜来说,通常要求真空度优于10-4～10-3 Pa。任何真空度的下降都会导致电子束散射加大,电子枪灯丝寿命缩短,产生虚假的二次电子效应,使透镜光阑和试样表面受碳氢化合物的污染加速等,从而严重的影响成像的质量。因此,真空系统的质量是衡量扫描电镜质量的参考指标之一。

常用的高真空系统有如下三种:

①油扩散泵系统。这种真空系统可获得10-5～10-3 Pa的真空度,基本能满足扫描电镜的一般要求,其缺点是容易使试样和电子光学系统的内壁受污染;

②涡轮分子泵系统。这种真空系统可以获得10-4 Pa以上的真空度,其优点是属于一种无油的真空系统,故污染问题不大,但缺点是噪音和振动较大,因而限制了它在扫描电镜中的应用;

③离子泵系统。这种真空系统可以获得10-8～10-7 Pa的极高真空度,可满足在扫描电镜中采用LaB6电子枪和场致发射电子枪对真空度的要求。(www.zuozong.com)

关于上述三种真空系统的性能比较如表4.3所示。

表4.3　三种真空系统的性能比较

目前商品生产的扫描电镜,多采用油扩散泵系统。为了减轻污染程度和提高真空度,常在油扩散泵上方安装一个液氮冷阱,从而大大改善真空系统的质量。