Полевой эмиссионный микроскоп — тип электронного микроскопа, в котором проволока с заостренным кончиком устанавливается в катодно-лучевую трубку. Электроны вылетают из наконечника под действием высокого электрического поля и направляются к экрану, на котором формируется изображение. Таким способом можно исследовать только прочные металлы, такие как вольфрам, платина и молибден, поскольку высокое поле на наконечнике создает большое механическое напряжение. Увеличение пропорционально отношению радиуса кривизны экрана, на котором формируется изображение, к радиусу металлического наконечника; оно может достигать 1 000 000×.
Развитием полевого эмиссионного микроскопа является полевой ионный микроскоп, в котором наконечник окружен газообразным гелием под низким давлением. Газ ионизируется в плоскостях атомов на наконечнике и создает изображение с увеличением до 10 000 000×. Полевой ионный микроскоп применялся в основном для изучения металлов и полупроводников, однако было получено несколько биологических изображений. Дальнейшим развитием полевого ионного микроскопа стал атомный зонд. В этом приборе отдельные атомы удаляются с наконечника импульсным электрическим полем. Атомы проходят через времяпролетный спектрометр, который измеряет их энергию и отношение заряда к массе. Таким образом, можно определить химическую природу каждого атома в полевом ионном изображении.
