Низковольтный электронный микроскоп

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Низковольтный электронный микроскоп (LVEM) — электронный микроскоп, работающий в диапазоне низких ускоряющих напряжений, несколько кВ или даже ниже. Несмотря на то, что низковольтный электронный микроскоп вряд ли сможет когда-нибудь полностью заменить традиционный просвечивающий электронный микроскоп, он все таки становится полезным во многих практических приложениях где с успехом используется уже и в наши дни.

При современном развитии технологий, появилась возможность объединить в одном компактном, настольном инструменте просвечивающий и сканирующий электронные микроскопы

Относительно невысокая стоимость и "настольное" исполнение микроскопа делают LVEM микроскопы хорошей альтернативой для традиционных электронных микроскопов во многих областях применения.

Работа при низких ускоряющих напряжениях позволяет увеличить контраст легких элементов. Поэтому основное применение находится в исследовании тонких биологических, органических и полимерных образцов.[1]

Преимущества[править | править вики-текст]

Относительно маленькая длина свободного пробега (15 нм) на 5 кВ для органических образцов приводит к тому, что для образцов с постоянной толщиной высокий контраст будет получаться уже при малом изменении плотности. Например для 5 % контраста в светлопольном изображении в низковольтном электронном микроскопе нужно отличие в плотности в 0,07 г/см3. Это значит, что отпадает необходимость маркировать полимеры тяжелыми элементами.[2]

Современные низковольтные микроскопы имеют пространственное разрешение порядка 2,5 нм в режиме ПЭМ, 2,0 нм в ПРЭМ и 3,0 нм в РЭМ[2]

Низкое значение ускоряющего напряжения позволяет существенно уменьшить размеры колонны по сравнению с микроскопами с большими ускоряющими напряжениями, что в итоге позволяет низковольтному микроскопу иметь типичные размеры настольного микроскопа. Уменьшение размеров колонны уменьшает чувствительность к внешним вибрациям и шуму. Это в свою очередь приводит к тому, что микроскоп не нуждается в таких же средствах изолирования, как традиционные электронные микроскопы.

Ограничения[править | править вики-текст]

Доступные в настоящее время низковольтные микроскопы позволяют получить разрешение всего порядка 2—3 нм. Это разрешение существенно превышает возможное разрешение оптического микроскопа, однако еще недостижимо атомное разрешение, получаемое на традиционных (высоковольтных) микроскопах.

Для высоковольтных микроскопов необходимая толщина образца составляет 40-100 нм, в случае же низковольтного — 20—60 нм. Причем для просвечивающего и просвечивающего растрового режима необходимы образцы толщиной 20 нм. Приготовление таких образцов во многих случаях крайне затруднено.

Области применения[править | править вики-текст]

Низковольтная электронная микроскопия особенно эффективна для применения в следующих областях:

См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  1. Nebesářová1, Jana; Vancová, Marie (2007). «How to Observe Small Biological Objects in Low Voltage Electron Microscope». Microscopy and Microanalysis 13 (3): 248–249. DOI:10.1017/S143192760708124X.
  2. 1 2 Drummy, Lawrence, F.; Yang, Junyan; Martin, David C. (2004). «Low-voltage electron microscopy of polymer and organic molecular thin films». Ultramicroscopy 99 (4): 247–256. DOI:10.1016/j.ultramic.2004.01.011. PMID 15149719.