2013 年 5 月，中國(guó)科技大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室（National Synchrotron Radiation Laboratory，簡(jiǎn)稱(chēng)NSRL）采購(gòu)了一臺(tái)飛納臺(tái)式掃描電鏡專(zhuān)業(yè)版 Phenom G2 Pro，G2  Pro 是飛納電鏡第二代的產(chǎn)品，放大倍數(shù) 45,000 倍，分辨率 25 nm。2014 年，飛納臺(tái)式掃描電鏡專(zhuān)業(yè)版 Phenom Pro 升級(jí)到第三代，放大倍數(shù) 10 萬(wàn)倍，分辨率 17 nm。2015 年，再次升級(jí)到第四代，放大倍數(shù) 13 萬(wàn)倍，分辨率 14 nm。

2015 年 11 月，時(shí)隔兩年多，飛納臺(tái)式掃描電鏡的售后工程師進(jìn)行了中國(guó)科技大學(xué)國(guó)家同步輻射實(shí)驗(yàn)室用戶(hù)電鏡使用情況的回訪。當(dāng)再次用標(biāo)樣來(lái)測(cè)試費(fèi)電鏡的分辨率時(shí)，結(jié)果令用戶(hù)和飛納電鏡的售后工程師驚訝，分辨率幾乎一直維持在裝機(jī)時(shí)的狀態(tài)，絲毫沒(méi)有下降的痕跡。

圖1 2013 年 5 月裝機(jī)時(shí)的分辨率測(cè)試圖片

圖1 顯示的是 2013 年 5 月裝機(jī)驗(yàn)收時(shí)《驗(yàn)收?qǐng)?bào)告》中的分辨率測(cè)試圖片。圖片是碳膜噴金標(biāo)準(zhǔn)樣品在飛納臺(tái)式掃描電鏡專(zhuān)業(yè)版 Phenom G2 Pro 上拍攝的，放大倍率為 G2 Pro zui高放大倍率 45,000 倍。當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)電鏡的分辨率為 24.61nm，滿足了技術(shù)合同中 25nm 的分辨率要求。*，對(duì)于電子顯微鏡這類(lèi)精密儀器，隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，zui核心的指標(biāo)——分辨率，面臨下降是無(wú)法避免的事實(shí)。造成儀器性能退化的原因包括真空系統(tǒng)老化導(dǎo)致密封性下降，進(jìn)而真空度降低；電路板老化導(dǎo)致電壓束流不穩(wěn)定；燈絲系統(tǒng)反復(fù)拆裝導(dǎo)致對(duì)準(zhǔn)精度下降；腔室或光闌輕度污染等。下面來(lái)看看兩年后，2015 年 11 月該電鏡的分辨率情況。

圖2 2015 年 11 月飛納臺(tái)式掃描電鏡專(zhuān)業(yè)版 Phenom G2 Pro 碳膜標(biāo)樣測(cè)試圖片

圖2 是 2015 年 11 月在客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)拍攝的相同標(biāo)樣的照片。經(jīng)過(guò)測(cè)試，分辨率為 21.34nm，比兩年半前的分辨率還要更好，大大超出了預(yù)期。這臺(tái)飛納臺(tái)式掃描電鏡專(zhuān)業(yè)版 Phenom G2 Pro 在兩年多的使用過(guò)程中，并沒(méi)有換過(guò)燈絲，大大降低了更換燈絲帶來(lái)分辨率下降的風(fēng)險(xiǎn)。目前電鏡的燈絲使用時(shí)間已經(jīng)達(dá)到了 1676h，還在正常使用中，見(jiàn)圖3。

圖3 燈絲使用時(shí)間 1676h 截圖

飛納臺(tái)式掃描電鏡內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精巧而緊湊，有利于保持產(chǎn)品長(zhǎng)期的穩(wěn)定性。*采用的六硼化鈰（CeB6）燈絲，壽命至少達(dá) 1500 小時(shí)，穩(wěn)定性出色，可以避免頻繁更換燈絲。頻繁地更換燈絲將導(dǎo)致真空泄漏、燈絲腔關(guān)鍵零部件污染和氧化等問(wèn)題。飛納電鏡*的三倉(cāng)分離技術(shù)使得燈絲倉(cāng)、樣品倉(cāng)互相獨(dú)立，燈絲倉(cāng)可以始終維持在高真空的狀態(tài)，從而在樣品倉(cāng)低真空模式下觀察樣品時(shí)不會(huì)影響燈絲壽命。