【真相】六硼化镧（LaB6）灯丝与飞纳电镜六硼化铈灯丝（CeB6）区别大揭秘

说起

台式扫描电镜的灯丝，只分两种，六硼化铈（CeB6）灯丝和钨灯丝。

这两种灯丝在本质上差别很大，单根六硼化铈（CeB6）灯丝的寿命为 1500 小时，单根钨灯丝的平均寿命为 40-80 小时；在亮度方面，六硼化铈（CeB6）灯丝是钨灯丝的 10 倍，灯丝的亮度可以显著提高电镜的分辨率。如下图所示：

飞纳六硼化铈（CeB6）灯丝台式扫描电镜图片效果

钨灯丝台式扫描电镜图片效果

六硼化铈（CeB6）灯丝和钨灯丝对灯丝周围的环境要求也不同，六硼化铈（CeB6）灯丝相较于钨灯丝需要更高的真空度。所以，设计制造六硼化铈（CeB6）灯丝台式扫描电镜和钨灯丝台式扫描电镜的难度是不同的。

除了台式扫描电镜中的六硼化铈（CeB6）灯丝，还有一种灯丝名叫六硼化镧（LaB6）。六硼化镧（LaB6）灯丝可以装载在大型落地式扫描电镜中，但需要使用抽真空功率更大的真空泵。也可以装载在透射电镜中替换原有的钨灯丝增强亮度来提高透射电镜图像的质厚比。

六硼化铈（CeB6）灯丝和六硼化镧（LaB6）灯丝又有什么样的关系呢？可以说它们是“兄弟”，同属六硼系热阴极灯丝。六硼系热阴极灯丝的性能和寿命由以下几个因素决定：真空度、阴极温度、杂质含量、晶粒取向、阴极针尖形状和安装方式。这两种灯丝的区别是什么呢？

1

六硼化铈（CeB6）阴极具有较低的挥发率

LaB6  与 CeBix™ 在  2 x 10-8 Torr 真空度下挥发速率对比

由上图可知, 六硼化铈（CeB6）在接近 1800 K 的正常操作温度下的蒸发率低于六硼化镧（LaB6）。只要在 1850 K 以下小心操作，六硼化铈（CeB6）阴极可以保持在最佳针尖形状时间更长，因此其使用寿命也更长。

2

六硼化铈（CeB6）阴极更耐碳污染

LaB6 与 CeBix™从碳污染状态下的阴极电流随时间的恢复曲线

由上图可知，在实验室测试中，六硼化铈（CeB6）阴极较六硼化镧（LaB6）更快速恢复到稳定的电流密度，六硼化铈（CeB6）已被证明比六硼化镧（LaB6）更耐碳污染。这增加了其稳定性并且可以以更少的时间达到稳定的操作以及从污染状态更快速恢复。

LaB6 与 CeBix™在碳污染暴露下的电流密度随时间的衰减曲线

由上图可知，六硼化镧（LaB6）阴极在碳污染暴露下比六硼化铈（CeB6）的阴极灯丝电流密度衰减的更快，而六硼化铈（CeB6）阴极灯丝电流密度更快趋向稳定，因此六硼化铈（CeB6）阴极的灯丝电流密度在碳污染的暴露下不仅比六硼化镧（LaB6）阴极衰减得更慢，而且也能更快地从碳污染中恢复。

3

氧气对六硼化铈（CeB6）阴极的电流密度影响更小

不同温度下的LaB6 与 CeBix™阴极电流密度随氧气浓度的变化曲线

由上图可知，六硼化铈（CeB6）的灯丝电流在正常工作温度（1800K）下几乎不随氧气浓度的增加而衰减，而六硼化镧（LaB6）阴极灯丝电流在正常工作温度（1800K）下衰减得非常快，因此氧气浓度的增加对六硼化铈（CeB6）阴极的灯丝电流影响更小。

飞纳

台式扫描电镜为台式扫描电镜的分辨率带来了突破，综合对比灯丝材料，选择性能优越的六硼化铈（CeB6）灯丝是一个主要的原因。说到这里，相信大家也十分关心六硼化铈（CeB6）灯丝与六硼化镧（LaB6）灯丝的寿命有没有差异。飞钠台式扫描电镜单根灯丝的寿命为 1500 小时，大型落地式六硼化镧（LaB6）灯丝扫描电镜单根灯丝的寿命不超过 1000 小时。

附表：六硼化铈（CeB6）与六硼化镧（LaB6）阴极材料数据对比

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