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LVEM电镜:低电压设计,聚合物/高分子材料无需染色,可快速筛样/换样

发布时间: 2022-03-04  点击次数: 416次

5 kV低电压设计,聚合物/高分子材料无需染色


操作简单

换样快捷,换样仅需3 min

成本低廉

 

无需冷却水

无需业实验室

维护成本低


新代超小型台式透射电子显微镜LVEM 5

 

聚合物/高分子是类重要的材料,且随着应用域越来越广泛,全·也在投入更多的精力对其进行研究。透射电子显微镜集形貌观察以及电子衍射技术于体,能直观展示样品的细微结构与形态,并准确关联晶态结构和晶体取向,是聚合物/高分子材料微观结构表征*的仪器设备。但是,由于聚合物/高分子材料因高压电子束轰击下不稳定和非常低的结构反差给电镜研究带来很大困难。为此,美国Delong Instrument公司推出新代LVEM5超小型多功能低电压台式透射电镜,以实现这功能。LVEM5采用5 kV低电压设计,能有效降低聚合物/高分子材料样品因高能电子束辐射产生的损伤,防止高压电子束轰击造成的样品抖动及破碎、晶体结构破坏等。

 

同时,由于聚合物/高分子材料大多由C、H、O等轻元素组成,传统的制样过程般会采用类似于生物样品的重金属染色方法。用电子散射能力较强的金属制剂对样品进行染色来提高的图像的衬度。然而,使用这种方法需要人为的加入样品以外的成分,这样做往往会破坏样品原始的性。现在,使用LVEM5台式透射电镜,即使在不使用染色剂的情况下,用低电压新型成像技术,也可以有效地提升图像衬度,展现样品的本征形貌

 

除此之外,LVEM5超小型多功能台式透射电镜还能满足科研工作者繁重的样品筛选工作,其更多的点如下:

 

操作简单,换样快捷,成本低廉


LVEM5直观的用户界面、简便的控制台设计,用户仅需少的培训,即可轻松操作,让用户在使用时感觉更加舒适。不同于传统透射电镜每次更换样品后需要长时间抽真空,LVEM5更换样品仅需3分钟,可节省大量时间。LVEM5·次购置费用远低于传统透射电镜。LVEM5*的设计势,在使用中无需冷却水等外设,无需安装在殊实验室,维持成本低。

 

台式设计:体积小巧,灵活性高


传统透射电子显微镜体积庞大,对放置环境有严格的要求,并且需要水冷机等外置设备。通常会占据整间实验室。LVEM5从根本上区别于传统电镜,尺寸较传统电镜缩小了90%,对放置环境无严格要求,无需任何外置冷却设备,可以安装在用户所需的任意实验室或办公室桌面。


TEM-ED-SEM-STEM四种成像模式


LVEM5是新代电子显微镜,不仅具有传统透射电镜功能,同时集成了扫描电镜功能,在台电镜上即可实现TEM-ED-SEM-STEM四种成像模式。通过控制软件,LVEM5可以在四种模式间快速切换。研究人员可以获取同样品、同区域的不同模式图像,更加方便多方位深入的研究样品。


电子光学-光学两图像放大


LVEM5电子光学系统采用倒置设计,场发射电子枪位于显微镜底端。电子枪发射出的高亮度电子束,经过加速、聚焦以及样品作用后,照射在高分辨率 YAG荧光屏上。荧光屏上的图像,包含了纳米的样品信息。YAG荧光屏将电子光学信号,转化成光学信号。采用光学显微镜对图像进步进行放大。TEM模式下,放大倍数~20万倍(TEM Boost升版 ~50万倍)。而整个电镜体积,仅与光学显微镜相仿。


5 kV低加速电压,有效提高轻元素样品成像质量,样品无需染色


LVEM5采用5 kV低电压设计。相比高电压,低压电子束同样品的作用更强,对密度和原子序数有很高的灵敏度,对于0.005 g/cm3的密度差别仍能得到很好的图像对比度。例如,对20 nm碳膜样品,5 kV电压下比100 kV电压下对比度提高10倍以上。而LVEM5的空间分辨率在低电压下仍能达到2 nm。

聚合物/高分子及生物样品的主要元素为C、H、O等轻元素,使用传统透射电镜观测时,需要使用重金属元素对样品进行染色,以增强对比度。 LVEM5观测样品时无需染色,避免了染色造成的样品污染和扭曲,展现样品的本征形貌。

 

超小型多功能台式透射电镜LVEM5与传统透射电镜的对比:


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超小型多功能台式透射电镜LVEM5新应用案例

 

聚合物/高分子材料

 

TEM模式

 

 

SEM模式和STEM模式

 

 

其他材料


TEM模式

 

 

SEM模式

 

STEM模式和ED模式

 


 

用户评价


LVEM5 User Profile: Dr. Betty Galarreta


 

“While we were looking for an electron microscope, we knew we wanted to get one that did not require complicated and expensive maintenance. We also wanted equipment that was able to resolve details within the 1-2 nm range and that we could use to analyze not only metallic nanoparticles but also some biopolymers. The LVEM5 not only met our requirements but also made it possible to have sort of a 3 in 1 electron microscope, being able to characterize the same area in TEM, SEM and STEM mode.”

   "当我们在调研射电子显微镜时,我们想要台不需要复杂和昂贵维护的设备。同时,我们还希望这台透射电子显微镜能够观察到1-2纳米尺度内的细节,而且这台电镜不仅可以用来分析金属纳米颗粒,还可以分析些生物聚合物材料。LVEM5不仅满足了我们的要求,而且这台透射电子显微镜同时拥有三种功能,能够在TEM、SEM和STEM模式下对同区域进行表征。"

 

LVEM5 User Profile: Dr. Francesca Baldelli Bombelli


 

 

We are very satisfied with the instrument as it allows us to screen a high number of samples in a short time with a limited cost. It’s easy to use, without the need of a specific technician to run it, and with a low cost of maintenance. It allows the screening of a high number of samples in a quite short time. It is also quite good in the imaging of organic nanomaterials thanks to its low voltage which does not degrade them.”

   "我们非常满意这台透射电子显微镜,因为它允许我们在短时间内以有限的成本筛选大量的样品。这台设备很容易使用,不需要门的技术人员来运行它,而且维护成本低。它可以在相当短的时间内筛选大量的样品。同时,归功于低电压操作模式,LVEM5非常擅长于有机纳米材料的成像,不会使它们发生降解。"

 

LVEM5 User Profile: Dr. Fabrice Piazza



 

The most exciting moment was to find diffrac­tion patterns of single bilayer graphene domain with AB stacking with LVEM5. The single bilayer graphene domain with AB stacking discriminates from AA counter­part by the three-fold symmetry of the spot inten­sity distribution on the inner ring of the diffraction patterns. This cannot be observed at 60–100 keV. Those observations confirmed the calculations of one of our collaborator at CEMES, Dr. Pascal Puech. Definitively, one of the greatest moments in my 22-year-long career.

We have found that the advantages of using a LVEM go beyond cost issues. Indeed, by using LVEM to analyze 2D materials, in many cases, one can quickly obtain the number of layers and stacking sequence. Also, as we demonstrat­ed the methodology is useful for materials other than graphene, such as transition metal dichalcogenides (TMD) which are nowadays very popular worldwide. Analyzing these materials in these ways is not possible using a conventional TEM operating at 60–100 keV.”

   "激动人心的时刻是用LVEM5衍射模式证明了单双层石墨烯域是以AB方式堆积的。具有AB堆积的单双层石墨烯域在衍射图像上与AA堆积的单双层石墨烯域的区别为,内环上的光斑强度分布的三倍对称性不同。这在60-100 KeV电压下是无法观察到的。这些观察结果证实了我们位合作者的计算结果,来自CEMES的Pascal Puech博士。这肯定是我22年职业生涯中伟大的时刻之

   我们已经发现,使用LVEM5已经远超出了其成本势。事实上,通过使用LVEM5来分析二维材料,在许多情况下,人们可以快速获得层数和堆叠顺序。另外,正如我们所展示的,该方法对石墨烯以外的材料也是有用的,例如当今非常流行的过渡金属二氯化物(TMD)材料。对于使用60-100 keV电压操作的传统透射电子显微镜,这些材料是不能用这种方法分析的。"

 

用户单位

 

 

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1、低电压台式透射电子显微镜-LVEM5

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