冷场发射电子枪性能优异、技术含量高 我国具备自主研制能力

　　场发射电子枪，是电子枪两大类产品中技术含量更高、性能更为优异的品类，具有高分辨率特征，又可以分为冷场发射电子枪、热场发射电子枪两大类。冷场发射（CFE）电子枪，阴极采用高强度材料作为发射源，一般是采用单晶钨作为阴极尖端来发射电子束。

 

　　根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年中国冷场发射电子枪行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，冷场发射电子枪性能优异，由于电子源发射面积小、电子束聚焦好、能量发散度低、束流密度高，其空间分辨率高、亮度高，且单色性好，无需再加单色器，阴极温度低，适用于冷冻电镜，产品维护要求较低、使用寿命长。

 

　　冷场发射电子枪在高分辨率仪器领域发展潜力大，例如，测量样品原子结构与化学特性的电子能量损失谱（EELS），兼具扫描电镜与透射电镜功能的扫描透射电子显微镜（STEM），对电子枪的高亮度、低能量发散度等性能要求高，冷场发射电子枪更具竞争优势。

 

　　透射电镜（TEM）可以观察物质的细微结构，通常需要采用场发射电子枪。冷冻透射电镜是先进的生物大分子成像仪器，是生物学研究的重要工具，在生命科学领域发展空间大。冷冻透射电镜工作在液氮环境中，除了分辨率外，对电子枪的阴极温度也有一定要求。冷场发射电子枪阴极温度在300K左右，是冷冻透射电镜最佳的电子枪选择。

 

　　但与热场发射电子枪相比，冷场发射电子枪也存在一些缺点，例如电子束流小，束流稳定性较差，针尖（即发射源阴极尖端）表面需要保持清洁，否则会降低电子枪性能，需要工作在高真空度（10-8Pa）环境下，并且使用前需要加热针尖等。因此冷场发射电子枪部分应用受到限制，例如不适用于能谱分析、波普分析、电子束感应电流探测等方面。

 

　　新思界行业分析人士表示，在全球范围内，日本电子株式会社（JEOL）是代表性冷场发射电子枪生产商之一，2022年2月，JEOL正式发布新一代200KV冷场发射冷冻电镜CRYO ARM 200 II，配置了200KV冷场发射电子枪，主要用于蛋白质的单颗粒分析方面。

 

　　在我国，生物岛实验室已经自主研发出用于冷冻透射电镜制造领域的120kV场发射电子枪，一直以来我国不具备冷冻透射电镜自主研制能力，需求完全依靠进口，120kV场发射电子枪的问世，有望打破我国冷冻透射电镜依靠进口的局面。

 

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