场发射电子源通常有两个阳极一个阴极，一个阳极在电压下促进阴极电子向阳极逸出，另一个阳极施加电压对电子进行加速，在两个阳极作用下，电子束汇聚形成电子源，这一过程需要在极高的真空条件下进行，采用加热辅助可以降低这一过程对真空条件的要求，这种电子源即热场发射电子源，也称为肖特基电子源。
热场发射电子源可以应用在电子显微镜中，例如扫描电子显微镜、透射电子显微镜等。与无加热辅助的冷场发射电子源相比，热场发射电子源除了单色性、分辨率略低外，其他性能优点突出，其电子束稳定性、总发射电流、最大探针电流、发射电流漂移、阴极还原等性能优良。但热场发射电子源的生产成本以及维护成本较高。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年热场发射电子源行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，基于热场发射电子源技术的电子显微镜被称为热场发射电镜，热场发射扫描电镜是主要产品类型。热场发射扫描电镜可进行微观形貌表征、微区元素分析，可广泛应用在地球科学、地质学、物理学、材料科学、能源科学、生物学、医学等领域，与冷场发射扫描电镜相比可应用范围更广，市场需求量更大。因此热场发射电子源市场空间正在不断增大。
热场发射电子源技术壁垒较高。在热场发射电子源中，加热辅助应用在阴极，以提高阴极电子发射效率，由于会产生热诱导击穿问题，阴极寿命通常较短，这是影响热场发射电子源运行可靠性与使用寿命的关键因素，是提高热场发射电子源性能的重点。日本电子株式会社（JEOL）研发了一种高亮度、成像效果更优、长寿命的热场发射电子源，可降低热场发射电子源的使用成本。
新思界
行业分析人士表示，我国扫描电子显微镜、透射电子显微镜等市场规模不断扩大，以扫描电子显微镜为例，2015-2020年，我国扫描电子显微镜市场年均复合增长率为3.5%。在此背景下，我国市场对热场发射电子源需求不断上升，而我国热场发射电子源行业研发创新能力较弱，国产产品在性能、质量方面与国外产品相比存在差距。
“十四五”国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项中提出，开发热场发射电子源，突破关键技术，形成具有自主知识产权、质量稳定可靠的部件产品，实现在扫描电子显微镜、透射电子显微镜等仪器中的应用。在国家政策的推动下，未来我国热场发射电子源行业技术有望不断提升。
