卓上低電圧電子顕微鏡 LVEM5 Delong Instruments

実際の撮像画像

左:カーボンナノファイバー(無染色), 右:アデノウイルス(無染色)
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ナノ粒子の観察、スクリーニング用TEMとして世界中で使用されています。

LVEM5は、1つのベンチトップ機器に4つの異なるイメージング機能をシームレスに組み合わせている為、試料を顕微鏡間で移動する必要がありません。
さらに、PC上ででTEM, SEMおよびSTEMモードで試料の同じ関心領域を画像化できます。


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LVEM5 特徴

LVEM5は、4つのイメージングモードを一体型の顕微鏡に統合することで、これまでにない多様性を提供いたします。システム構成に応じて、透過型電子顕微鏡(TEM)、走査型電子顕微鏡(SEM)、走査型透過電子顕微鏡(STEM)として交互に動作させることができ、カラムの再調整やサンプルの調整をすることなく、電子回折(ED)データを提供することも可能です。これにより、サンプルの表面および透過画像の両方を同じ領域から撮影することができます。このように、1台の装置で複数のイメージングモードに対応できることから、あらゆる研究室で利便性の高いツールとなっています。



イメージングモード TEM, SEM, STEM,ED
ベーシックTEM
解像度
2nm
総倍率
2,200 – 230,000倍
TEMブースト
解像度
1.2nm
総倍率
1,400 – 700,000倍
SEM
解像度
3nm
最大倍率
100,000倍
最大視野
200 x 200µm
STEM
解像度
2.5nm
最大倍率
250,000倍
最大視野
25 x 25µm
ED (電子回折)
最小プローブサイズ 100nm




LVEM5 仕様

 オペレーション
試験片寸法
標準規格 Φ3.05mmグリッド
サンプル交換時間
 ~約3分
    電動ステージ
 電子光学
公称加速電圧 *5kV
*冷却は必要ありません。
集光レンズ 永久磁石
最小照明範囲 100nm
集光レンズ絞り f 50, 30 µm
対物レンズ 静磁気
焦点距離 1.26mm
Cs(球面収差係数) 0.64 mm
Cc(色収差係数) 0.89 mm
α 定理 (理論上の開口角) 10-2 rad
対物レンズ(コントラスト)絞り f 50, 30 µm
投影レンズ(TEM) 静電式
標準TEMレンズ シングルレンズ
TEM BOOST ダブルレンズ
 電子銃 ( FEG )
     Schottky cathode ZrO/W[100]
電流密度
0,2 mA sr -1
耐用期間
>2,000 時間
 光学部品
Objectives Olympus M 4x NA* 0.13
Objectives Olympus M 40x NA* 0.95
 *Numerical Aperture=開口数
 TEM画像キャプチャ
 ベーシック TEM
カメラ Retiga 4000R CCD
センサーサイズ 2,048 x 2,048 pixels
デジタル化 12bit
画素サイズ 7.4 x 7.4 µm
冷却 ペルチェ冷却
読み取りノイズ 12 e 
 TEM BOOST
カメラ Zyla 5.5 Scientific CMOS
センサーサイズ 2,560 x 2,160 pixels
デジタル化 12 or 16 bit
画素サイズ 6.5 x 6.5 µm
冷却 TE冷却
読み取りノイズ 1.2 e 
 イメージングモード
 ベーシック TEM
解像度 2.0 nm
総合倍率 2,200-230,000x
 TEM BOOST
解像度 1.2 nm
総合倍率 1,400-700,000
 ED ( 電子回折 )
最小プローブサイズ 100 nm
カメラ長 (binning 1×1) 2,100 Pixels
カメラ定数 (binning 1×1) 36.3 nm pixels
 STEM
解像度 2.0 nm
最大倍率 250,000x
最大視野角 25 x 25 µm
 SEM ( BSE検出器 )
分解能 4.0 nm
最大倍率 100,000x
最大視野角 200×200 µm
 バキューム
 エアロックシステム ( サンプル交換用 )
隔膜[ダイヤフラム]ポンプ 10-5 mbar
ターボ分子ポンプ 10-5 mbar
 物体スペース
イオンゲッターポンプ
(10 lsec-1)
10-8 mbar
 電子銃
イオンゲッターポンプ
(3 lsec-1)
10-9 mbar
 消費電力
待機中の機器
(イオンゲッターポンプのみ)
20VA
電源
160VA
エアロック
真空ポンプシステム
300VA
 外形寸法
 電子・光学系 ( 顕微鏡とハウジング )
重量
25 kg
寸法
29 x 45 x 43 cm (L x W X H)
 エアロックポンプ装置
重量
17 kg
寸法
30 x 30 x 34 cm (L x W X H)
 供給電源
重量 19 kg
寸法 47 x 27 x 27 cm (L x W X H)

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LVEM5の特徴

LVEMは、独自のデザインで設計された卓上型低電圧電子顕微鏡です。
ナノスケールの観察が必要な場所に設置できるよう小型化されています。
TEM、SEM、STEM、EDの各モードを搭載し、
生物やソフトマテリアルのサンプルを高コントラストで提供する電子顕微鏡です。
LVEM5は、ナノマテリアルの開発、調査、研究しているすべての研究室に最適です。

トレーニング・操作・メンテナンスがシンプルで、価格も従来TEMの数分の一で提供します。
LVEM5は、教室や研究室のお手元でナノ観察を提供する多機能な電子顕微鏡です。


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撮像画像について


  TEMモードのデジタルカメラ
  ベーシックTEMモードを搭載したLVEM5は、
  QImaging社製CCDカメラRetiga 4000Rが搭載され、
  低照度感度とハイダイナミックレンジにより容量と
  解像度が向上しています。
  TEM BOOSTモードを搭載したLVEM5は、
  Andor社のZyla 5.5 scientific CMOSカメラになり、
  より高速で高感度のセンサーになります。

カメラ仕様
ベーシックTEM
カメラ
Retiga 4000R CCD
センサーサイズ
2048 x 2048 pixels
デジタル化
12 bit
画素サイズ
7.4 × 7.4 μm
読み取りノイズ
12e
TEMブースト
カメラ
Zyla 5.5 Scientific CMOS
センサーサイズ
2560 x 2160 pixels
デジタル化
12 bit または 16bit
画素サイズ
6.5 × 6.5 μm
冷却 TE冷却
読み取りノイズ
1.2e

 

  
  SEMモードの後方散乱電子検出器(BSE)
  SEM画像の取得には、4分割されたBSE
  (Backscatter Electron)検出器を採用しており、
  対象物を立体的に見ることができます。
  マテリアルモードやレリーフモードも可能で、
  表面の質感を詳細に把握することができます。
  BSE検出器は、サンプルの密度に敏感で、
  原子番号に基づいたコントラストが得られるため、
  物質を区別するのに役立ちます。

 

 

  STEMモードの光電子倍増管
  STEM光電子増倍管を追加することで、
  LVEM5は走査透過型顕微鏡の機能を追加しました。
  サンプルが染色されていたり、厚すぎて通常の
  TEMサンプルとして使用できない場合に有効です。




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LVEM5の主な技術的特徴

 形状ファクタ
 TEMブースト
LVEM5の小型構造は、ベンチトップ、教室、モバイルラボなど、どこにでもシステムを設置することができます。どのような場合でも、システムは最小限のスペースと資源しか必要としません。 基本的なTEMイメージングモードをハードウェアベースで強化することにより、TEM画像の総合倍率を高め、高い解像力を実現します。より高度で強力な投射レンズと、高感度のカメラを組み合わせることで、高倍率と高解像度に加えて、より高い画像品質を実現しています。
 2イオンゲッターポンプ
 ダイヤフラムポンプ付き
 ターボ分子ポンプ

イオンゲッターポンプは、サンプル空間を汚染させず、常に安定したイメージング環境を提供します。

エアロックシステムを採用したポンプで、迅速かつクリーンなサンプル交換を保証します。セルフベントシステムにより、迅速なサイクルタイムを実現しています。
 コントロールパネル
 5kv放射電子銃
照明(サンプルを明るくする)、ビーム補正(ビームの精度)、倍率(最大1.0nmの解像力)、ステージの移動(フォーカスの位置)を直感的な操作で調整できます。 フィールドエミッションガン(FEG)は、低電圧ショットキー型で、非常に高い輝度と空間的なコヒーレンシーを持っています。これにより、電子と試料の間に強い相互作用が得られます。FEGの期待寿命は約2,000時間です。
 YAGスクリーン
 マニピュレーター
高解像度の最終TEM像は、電子ビームによってYAGスクリーンに投影されます。そこから光の光学系を使って、コンピュータのスクリーンに画像を映し出します。 完全電動式のマニピュレーターにより、試料をカラム内で簡単かつ正確に再配置することができ、試料全体のイメージングが可能になります。



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LVEM5の主な用途

 ナノ構造
 エネルギー研究
LVEM5は、粒子径と個数分布、粒子形状、表面形態、フィラメント形態など、必要な詳細情報を提供できる不可欠な特性評価ツールであるため、ナノ材料の日常的な研究を行っているラボに適しています。LVEM5がナノ構造アプリケーションでどのように使用されているかについての詳細は、こちらをご覧ください。 燃料効率を改善するための新しい触媒の発見、量子ドットからのスーパーキャパシタの構築、またはバッテリーの寿命を延ばすための新しい方法の発見など、LVEM5は研究された材料の内部組成と表面の詳細を高コントラストで画像化する最高のオプションの一つです。LVEM5がエネルギー研究アプリケーションでどのように使用されているかについての詳細は、こちらをご覧ください。
 ポリマー研究
 環境毒性学
ポリマー研究では、ポリマーの分子組成に起因する暗黙の低コントラストイメージングが、LVEM5では低エネルギー電子源による超高コントラストのため問題になりません。LVEM5は、これらのナノ構造ポリマーの相挙動とモルフォロジーの理解に大いに役立ちます。LVEM5がポリマー研究アプリケーションでどのように使用されているかについての詳細は、こちらをご覧ください。 この分野では、人工的に作られた汚染物質や化学物質が生態系に与える影響を研究し、ナノ粒子の特性評価や、食物や水源に含まれる重金属の分析に焦点を当てています。LVEM5が環境毒物学研究アプリケーションでどのように使用されているかについての詳細は、こちらをご覧ください。
 教育
LVEM5は、学生や研究者が比較的簡単かつ明確にナノの世界を掘り下げることができる、直感的なイメージングツールです。LVEM5は、高校や大学レベルの学生にナノサイエンスや電子顕微鏡を早期に紹介する教育ツールとしても適しています。この顕微鏡のマルチモーダル・イメージング機能により、学生は1台のマシンで3つの異なるイメージング技術(TEM、SEM、STEM)を試すことができます。LVEM5があれば、教授たちは現代の若者たちに複数の異なるナノ分野への興味を持たせることができます。ナノサイエンスは、これまでで最大の学際的な技術の一つになると思われますが、学生はこの驚くべき移行の最前線にいます。LVEM5が教育現場でどのように使われているかについては、こちらをご覧ください。


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LVEM5のテクノロジーとデザイン

ベンチトップデザイン:必要な時に必要な場所で便利に使える
LVEM5は、従来モデルのデザインとは大きく異なる構造と設置面積を実現しています。LVEM5は従来の電子顕微鏡に比べて約90%の小型化を実現しています。従来的な構造とは対照的に、電子光学カラムは非常に短く、コンパクトなLVEM5の高さ50%程度のサイズになります。これは、LVEM5が研究室、デスクトップ、ベンチトップなど、電子イメージングを必要とするほとんどの場所に設置できることを意味しています。
低電圧型 電子銃(FEG):高輝度・高コントラスト

電子顕微鏡のパラメータは、電子源によって大きく左右されます。LVEM5に採用されている独自設計のショットキー式電界放出銃は、非常に高い輝度と空間的なコヒーレンスを持っています。

永久磁石レンズ:冷却不要
もう一つの業界初の試みは、LVEM5が冷却なしで動作するように設計されていることです。従来の電子顕微鏡では、電磁レンズに流れる電流から発生する熱を除去するために冷却が必要でした。LVEM5に使用されている独自設計の永久磁石レンズは、部品の冷却を必要としません。
イオンゲッターポンプ:クリーンバキューム・カラム・画像
イオンポンプはドライ構造、振動がなく、非常に高い真空レベルを達成します。機械式のロータリーポンプや拡散ポンプのようにオイルを使用しません。特別に設計されたイオンゲッターポンプを使用することで、LVEM5はサンプル空間におけるすべての汚染を回避し、安定したイメージング条件とアーチファクトのない状態を実現しています。
透過型電子顕微鏡:インライン・2ステージ光学プラットフォーム

電子光学系は拡大の初期段階を担います。FEGのカソードは顕微鏡の底部にあります。電子ビームは、コンデンサーと対物レンズによって形成され、電子はサンプルを通過して上方に移動します。電子ビームはYAGシンチレータースクリーンに向かって進み、初期画像を形成します。YAGスクリーン上での高い空間分解能は、ユニークな2段階の拡大システムでの高い光光学的拡大を可能にします。

安定した信頼性の高い光学系により、YAGスクリーン上の初期像をさらに拡大することができます。発光スクリーンから光光学系への光の移動が効率的に行われます。様々な種類の対物レンズを使用することで、幅広い倍率に対応しています。

画像の取り込みは、LVEM5の上部に取り付けられたデジタルカメラによって行われます。ベースモデルにはCCDカメラ、TEM BOOST搭載モデルにはScientific CMOSが採用されています。これらのカメラは低照度、高ダイナミックレンジの画像撮影に最適化されています。光学系からの拡大画像は、その後の表示や分析のためにキャプチャされます。

走査型電子顕微鏡:複数のモードに対応した一体型検出器
透過型電子顕微鏡用に設計された電子光学系カラムに、後方散乱電子検出器を直接組み込むことで、走査型電子顕微鏡検査を並行して行うことができるようになったのは、業界初の試みです。

SEMモードでは、電子ビームは狭いスポットに集束され、サンプル上を繰り返し走査します。電子は高角度で弾性的に散乱し、電子源の方向に戻ります。これらの後方散乱電子は、スキャンされた各ポイントごとに環状の固体検出器に集められます。後方散乱電子の空間的な強度分布は、PCソフトウェアで最終的な画像を形成するために使用されます。

厳選されたスポットサイズと最適化されたワーキングディスタンスの組み合わせにより、幅広い倍率に対応しています。また、作業距離を短くすることで高い空間分解能を実現し、セグメント化されたセミアンギュラー検出器により、レリーフのようなコントラストを持つ素材を選択することができます。

独自デザイン:簡単・快適な撮像を実現
操作コンソールは、顕微鏡本体から離れた場所でシステムを操作し、モニターで結果を確認することができるため、非常に快適です。LVEM5の包括的なソフトウェアを介して、コントロールパネルに直接フィードバックされます。

LVEM5は非常にシンプルなので、誰でも使うことができます。LVEM5は、従来の電子顕微鏡の構造を一新し、研究者が快適に使用できる製品となっています。



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LVEM25 ソフトウェア

 LVEM5は、直感的なユーザーインターフェースによって制御されます。
 顕微鏡の重要なパラメータをすべてモニターし、調整することができます。
 このソフトウェアでは、イメージングモードをシームレスに切り替えることができます。
 ソフトウェアは仮想キーボードとしても機能し、LVEM5の操作コンソールの機能の
 ほとんどを再現します。全てのモードでの画像取得は、LVEM25ソフトウェア内で直接行われ、
 ライブFFT、スケールバー表示、ライブ画像上での測定が可能です。
 また、TEMモードでは、ライブ・ヒストグラムの自動補正やビット深度の選択だけでなく、
 画像の明るさやコントラストを調整するために、画像検出器をソフトウェアで完全に制御する
 ことができます。

オプション:チルトホルダー

LVEM5用のチルトホルダーを使用すると、様々な種類のサンプルを様々な角度から分析することができ、サンプルの3D画像を再構築することができます。

LVEM5の透過型電子顕微鏡(TEM)モードは、オプションのチルト(傾斜)ホルダーと組み合わせることで、電子断層撮影を行うことができます。これは、2D画像から詳細な3D構造を得るための技術になります。このプロセスで、サンプルの中心に電子ビームが段階的な回転度でサンプルを通過します。この情報は収集され、ターゲットの3次元画像を組み立てるために使用されます。

さらに、LVEM5の走査型電子顕微鏡(SEM)モードは、オプションのチルトホルダーと組み合わせて写真測量を行うことができます。これは、BSE検出器に対して異なる角度で撮影された2D画像から、3D形状情報を抽出する技術でになります。

仕様:チルトホルダー
傾斜
±22.5°
対応
TEM, SEM, STEMモード

オプション:AFMチップホルダー

LVEM5電子顕微鏡は、ほとんどのAFMチップのイメージング用のAFMチップホルダー(オプション)と組み合わせて使用することができます。これは、AFMチップの品質とデザインに関する詳細な情報を得るための迅速な手法です。原子間力顕微鏡(AFM)は、サンプル表面をスキャンするために使用される鋭い先端(プローブ)を有するカンチレバーに依存します。AFMチップは、一般におよそ数ナノメートルの曲率半径を有しています。

先端がサンプル表面に接近するとき、先端とサンプル間の力がカンチレバーの振れになります。測定可能な力には、機械的な接触力、ファン・デル・ワールスの力、、毛管力、化学結合、静電気力、磁気力などが含まれます。AFMプローブの性質が、測定された力だけでなく、顕微鏡の最終感度を決定します。

先端形状やシャープネスは、TEMおよびSEMの両方のモードで簡単に測定することができます。迅速な試料交換と、この汎用性により、AFMプローブの製造に伴う品質保証検査には強力な利点になります。

化学的および生物学的にコーティングされたAFMチップ、またはナノ粒子やリガンドなどの粒子付着のAFMチップのようなカスタムAFMチップは、簡単に画像化することができます。さらに、LVEM5による低電圧イメージングでは、機能性AFMチップに使用される柔らかい材料(ポリマー、生物学的材料)の極めて高いコントラストが得られます。

SEM イメージ

 

 

TEM イメージ

 

 

Key Specifications
Maximum substrate size 4.0mm x 2.0mm x 0.45mm
Compatible with TEM and SEM
.

1992年に設立されたDelong Instruments社は透過型電子顕微鏡(TEM)の分野で
25年以上の経験があり、高度な電子光学機器の開発、エンジニアリング設計サービスの提供、
精密部品および真空技術の製造を行っています。

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