A kisfeszültségű elektronmikroszkóp (LVEM) olyan elektronmikroszkóp, amely néhány kV-os vagy még ennél is alacsonyabb gyorsítófeszültség-tartományban működik. Annak ellenére, hogy a kisfeszültségű elektronmikroszkóp valószínűleg soha nem fogja teljesen felváltani a hagyományos transzmissziós elektronmikroszkópot, ennek ellenére számos gyakorlati alkalmazásban hasznos lesz, ahol már ma is sikeresen használják.
A technológia korszerű fejlődésével lehetővé vált az átviteli és pásztázó elektronmikroszkópok egy kompakt, asztali műszerben történő kombinálása.
A mikroszkóp viszonylag alacsony költsége és "asztali" kialakítása miatt az LVEM mikroszkópok számos alkalmazásban jó alternatívát jelentenek a hagyományos elektronmikroszkópokkal szemben.
Az alacsony gyorsítófeszültség melletti működés lehetővé teszi a fényelemek kontrasztjának növelését. Ezért a fő alkalmazási terület vékony biológiai, szerves és polimer minták vizsgálata. [egy]
A szerves minták viszonylag rövid átlagos szabad útja (15 nm) 5 kV-onként azt a tényt eredményezi, hogy állandó vastagságú minták esetén kis sűrűségváltozás mellett is nagy kontraszt érhető el. Például egy kisfeszültségű elektronmikroszkópban egy világos térű kép 5%-os kontrasztjához 0,07 g/cm 3 sűrűségkülönbség szükséges . Ez azt jelenti, hogy nincs szükség nehéz elemeket tartalmazó polimerekre. [2]
A modern kisfeszültségű mikroszkópok térbeli felbontása TEM módban körülbelül 2,5 nm, STEM módban 2,0 nm , SEM módban pedig 3,0 nm [2]
A gyorsítófeszültség alacsony értéke lehetővé teszi az oszlop méreteinek jelentős csökkentését a nagy gyorsítófeszültségű mikroszkópokhoz képest, ami végső soron lehetővé teszi, hogy a kisfeszültségű mikroszkóp az asztali mikroszkóp tipikus méreteit kapja. Az oszlop méretének csökkentése csökkenti a külső rezgésekre és zajokra való érzékenységet. Ez viszont azt jelenti, hogy a mikroszkópnak nincs szüksége ugyanazokra az elkülönítési eszközökre, mint a hagyományos elektronmikroszkópoknak.
A jelenleg elérhető kisfeszültségű mikroszkópok mindössze 2-3 nm-es felbontás elérését teszik lehetővé. Ez a felbontás jelentősen meghaladja az optikai mikroszkóp lehetséges felbontását , de a hagyományos (nagyfeszültségű) mikroszkóppal elért atomi felbontás még mindig elérhetetlen.
A nagyfeszültségű mikroszkópoknál 40-100 nm, míg a kisfeszültségű mikroszkópoknál 20-60 nm a szükséges mintavastagság. Ezenkívül az áttetsző és áttetsző raszteres módokhoz 20 nm vastagságú mintákra van szükség. Az ilyen minták előkészítése sok esetben rendkívül nehéz.
Az alacsony feszültségű elektronmikroszkópia különösen hatékony a következő területeken:
| elektronsugaras eszközök | ||
|---|---|---|
| Adók | Crookes cső | |
| Foster |
| |
| emlékezve | ||
| Elektron mikroszkóp | ||
| Egyéb |
| |
| Fő részek |
| |
| Fogalmak | ||