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先端を0.1ミクロン程度に尖らせた金属単結晶の針に数kVの引き出し電圧をかけると金属の中の電子が真空中に引き出される。この電子が電界放出電子で、方向性がそろっており、エネルギーのばらつきが0.3～0.4 eV程度と小さいのが特徴。
電界放出電子を、一定のエネルギーで加速して電子顕微鏡本体に送り込む部品が電界放出電子銃。一般的な熱電子銃（金属等を加熱して電子を引き出す）に比べて約1000倍の高い輝度の電子ビームを得られる。
