接上篇：掃描電鏡知識點匯總（上）
12. 場發射電子槍所選用的陰極材料必需是高強度材料，以能承受高電場所加諸在陰極的高機械應力，鎢即因高強度而成為較佳的陰極材料。場發射槍通常以上下一組陽極來產生吸取電子、聚焦、及加速電子等功能。利用陽極的特殊外形所產生的靜電場，能對電子產生聚焦效果，所以不再需要韋氏罩或柵極。(上)陽極主要是改變場發射的拔出電壓(extraction voltage)，以控制針尖場發射的電流強度，而第二(下)陽極主要是決定加速電壓，以將電子加速至所需要的能量。
13. 要從極細的鎢針尖場發射電子，金屬表面必需完全干凈，無任何外來材料的原子或分子在其表面，即使只有一個外來原子落在表面亦會降低電子的場發射，所以場發射電子槍必需保持超高真空度，來防止鎢陰極表面累積原子。由于超高真空設備價格極為高昂，所以一般除非需要高分辨率SEM，否則較少采用場發射電子槍。
14. 冷場發射式更大的優點為電子束直徑最小，亮度更高，因此影像分辨率更優。能量散布最小，故能改善在低電壓操作的效果。為避免針尖被外來氣體吸附，而降低場發射電流，并使發射電流不穩定，冷場發射式電子槍必需在10-10 torr的真空度下操作，雖然如此，還是需要定時短暫加熱針尖至2500K(此過程叫做flashing)，以去除所吸附的氣體原子。它的另一缺點是發射的總電流最小。
15. 熱場發式電子槍是在1800K溫度下操作，避免了大部份的氣體分子吸附在針尖表面，所以免除了針尖flashing的需要。熱式能維持較佳的發射電流穩定度，并能在較差的真空度下(10-9 torr)操作。雖然亮度與冷式相類似，但其電子能量散布卻比冷式大3~5倍，影像分辨率較差，通常較不常使用。
16. 蕭基發射式的操作溫度為1800K，它系在鎢(100)單晶上鍍ZrO覆蓋層，ZrO將功函數從純鎢的4.5eV降至2.8eV，而外加高電場更使電位障壁變窄變低，使得電子很容易以熱能的方式跳過能障(并非穿隧效應)，逃出針尖表面，所需真空度約10-8~10-9torr。其發射電流穩定度佳，而且發射的總電流也大。而其電子能量散布很小，僅稍遜于冷場發射式電子槍。其電子源直徑比冷式大，所以影像分辨率也比冷場發射式稍差一點。
17. 場發射放大倍率由25倍到650000倍，在使用加速電壓15kV時，分辨率可達到1nm，加速電壓1kV時，分辨率可達到2.2nm。一般鎢絲型的掃描式電子顯微鏡儀器上的放大倍率可到200000倍，實際操作時，大部份均在20000倍時影像便不清楚了，但如果樣品的表面形貌及導電度合適，更大倍率 650000倍是可以達成的。
18. 由于對真空的要求較高，有些儀器在電子槍及磁透鏡部份配備了3組離子泵(ion pump)，在樣品室中，配置了2組擴散泵(diffusion pump)，在機體外，以1組機械泵負責粗抽，所以有6組大小不同的真空泵來達成超高真空的要求，另外在樣品另有以液態氮冷卻的冷阱(cold trap)，協助保持樣品室的真空度。
19. 平時操作，若要將樣品室真空亦保持在10-8pa(10-10torr)，則抽真空的時間將變長而降低儀器的便利性，更增加儀器購置成本，因此一些儀器設計了階段式真空(step vacuum)，亦即使電子槍、磁透鏡及樣品室的真空度依序降低，并分成三個部份來讀取真空計讀數，如此可將樣品保持在真空度10-5pa的環境下即可操作。平時待機或更換樣品時，為防止電子槍污染，皆使用真空閥(gun valve)將電子槍及磁透鏡部份與樣品室隔離，實際觀察時再打開使電子束通過而打擊到樣品。
20. 場發射式電子槍的電子產生率與真空度有密切的關系，其使用壽命也隨真空度變差而急劇縮短，因此在樣品制備上必須非常注意水氣，或固定用的碳膠或銀膠是否烤干，以免在觀察的過程中，真空陡然變差而影響燈絲壽命，甚至系統當機。
