Низково́льтный электро́нный микроско́п (LVEM) — электронный микроскоп , работающий при низких ускоряющих напряжений электронов — в несколько киловольт или даже ниже. Несмотря на то, что низковольтный электронный микроскоп вряд ли сможет когда-нибудь полностью заменить традиционный просвечивающий электронный микроскоп, он полезен во многих практических приложениях.

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 традиционным электронным микроскопам во многих областях применения.

Работа при низких ускоряющих напряжениях позволяет увеличить контраст образцов из легких элементов. Поэтому основное применение — исследовании тонких биологических, органических и полимерных образцов .

Преимущества

Относительно маленькая длина свободного пробега электронов в веществе органических образцов (15 нм) при ускоряющем напряжении 5 кВ приводит к тому, что для образцов с постоянной толщиной высокая контрастность будет получаться уже при малом изменении поверхностной плотности. Например для 5 % контрастности в светлопольном изображении в низковольтном электронном микроскопе нужно отличие в поверхностной плотности на 0,07 г/см ³ . Это значит, что отпадает необходимость контрастировать, например, полимеры тяжелыми химическими элементами .

Современные низковольтные микроскопы имеют пространственное разрешение порядка 2,5 нм в режиме просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ) , 2,0 нм в просвечивающего растрового электронного микроскопа (ПРЭМ) и 3,0 нм в растрового электронногой микроскопа (РЭМ)

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

Ограничения

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

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

Области применения

Низковольтная электронная микроскопия особенно эффективна для применения в следующих областях:

См. также

• Электронный микроскоп

Литература