TransmissionElectronMicroscope(TEM)

所謂TEM，就是一個放大鏡疊加了一臺照相機。這臺放大鏡的放大倍數比較高，可高達一百萬倍。當然，拋開分辨率談放大倍數都是耍流氓，那么，TEM的分辨率有多高呢？答案是 it depends。一般來說，TEM的分辨率要在1到2個納米，STEM更高，但是STEM得成像技術類似于SEM，但用的不是二次電子。我們知道，宏觀尺度上成像靠的是可見光，可見光在此的表現的是電磁波，波長范圍在390nm到720nm，遠比任何宏觀尺度小得多，根據瑞麗準則（Rayleigh criterion），可見光的分辨率極限大概在200nm左右，對半導體工業熟悉的人應該對.18 工藝很熟悉，那個時候，光刻機所用的光源還處在可見光的范圍。說這么多的意思就是想表明，你要想成像，直覺上必須得有波，沒有人的直覺是圖像的產生是靠往成像物體上面扔一堆皮球實現的。

世界上第一臺TEM構建于1931年，這可能是量子力學成立以來的首個對量子力學原理的直接人工利用。德布羅意1924年提出的波粒二象性，1929年獲得了諾獎，而僅僅不到十年，把電子作為波來看待的觀念就已經應用了起來。運動的電子波長極短，在10-10m這個數量級，所以用電子波作為光源所能達到的分辨率，理論上說，形成原子的像是妥妥的。

然而實際上，形成原子的像是極其困難的，究其原因，是因為TEM里面的物鏡太難以達到完美。光學透鏡，經過三四百年的發展，制造出來的產品已經接近完美，然后TEM里面的磁透鏡，有一個很好的比喻來說明它的質量：通過磁透鏡看物體就好比拿起塑料可樂瓶的瓶底去看人。