场发射扫描电子显微镜(FESEM),简称场发射扫描电镜,是电子显微镜的一种,具有超高分辨率特征。
扫描电子显微镜(扫描电镜,SEM)包括采用热发射电子枪的普通扫描电镜、采用场发射电子枪的场发射扫描电镜两大类。对比普通扫描电镜,场发射扫描电镜电子束直径小、亮度高,高分辨率特征明显,是观察分析固态样品纳米尺度表面形貌的首选仪器。现阶段,在我国市场中,场发射扫描电镜已经成为科研院所、高校等单位采购的主流扫描电镜产品。
场发射扫描电镜主要由场发射电子枪、电子束推进器、聚光透镜、物镜、扫描线圈、探测器等组成。其中,场发射电子枪的功能是发射电子源,起到电镜照明作用,其性能优劣直接影响成像质量,可采用的材料主要有单晶钨、多晶氧化锆等。
场发射扫描电镜可用来观察分析非均相有机材料、无机非金属材料、金属材料、生物样本等,例如半导体材料、陶瓷、矿物、高分子材料、复合材料、纳米材料、组织、细胞、生物大分子、微生物等,广泛应用在生物学、医学、材料科学、化学、地质学、考古学、商品质量检验、产品质量控制、宝石鉴定、文物鉴定、司法鉴定等领域。
在海外市场中,领先的场发射扫描电镜研发生产商主要有德国卡尔蔡司(Carl Zeiss)、日本电子(JEOL)、日本日立(HITACHI)等。场发射扫描电镜技术壁垒高、研制成本高,早期我国市场需求依靠进口。我国扫描电镜需求呈现持续增长态势,2023年市场规模达到12.1亿元。场发射扫描电镜作为主流扫描电镜产品,我国必须实现自主研发生产。
新思界
行业分析人士表示,在需求的推动下,我国场发射扫描电镜研制企业开始增多,现阶段主要有纳克微束、中科科仪、国仪量子、聚束科技等。纳克微束是钢研纳克子公司,聚焦全球顶尖的电子显微类相关产品研发与制造,旗下产品FE-1050系列高分辨(场发射)扫描电镜,是国内首款低电压高分辨力、可搭载聚焦离子束(FIB)模块的大型场发射扫描电镜。