TransmissionElectronMicroscope(TEM)

所谓TEM，就是一个放大镜叠加了一台照相机。这台放大镜的放大倍数比较高，可高达一百万倍。当然，抛开分辨率谈放大倍数都是耍流氓，那么，TEM的分辨率有多高呢？答案是 it depends。一般来说，TEM的分辨率要在1到2个纳米，STEM更高，但是STEM得成像技术类似于SEM，但用的不是二次电子。我们知道，宏观尺度上成像靠的是可见光，可见光在此的表现的是电磁波，波长范围在390nm到720nm，远比任何宏观尺度小得多，根据瑞丽准则（Rayleigh criterion），可见光的分辨率极限大概在200nm左右，对半导体工业熟悉的人应该对.18 工艺很熟悉，那个时候，光刻机所用的光源还处在可见光的范围。说这么多的意思就是想表明，你要想成像，直觉上必须得有波，没有人的直觉是图像的产生是靠往成像物体上面扔一堆皮球实现的。

世界上第一台TEM构建于1931年，这可能是量子力学成立以来的首个对量子力学原理的直接人工利用。德布罗意1924年提出的波粒二象性，1929年获得了诺奖，而仅仅不到十年，把电子作为波来看待的观念就已经应用了起来。运动的电子波长极短，在10-10m这个数量级，所以用电子波作为光源所能达到的分辨率，理论上说，形成原子的像是妥妥的。

然而实际上，形成原子的像是极其困难的，究其原因，是因为TEM里面的物镜太难以达到完美。光学透镜，经过三四百年的发展，制造出来的产品已经接近完美，然后TEM里面的磁透镜，有一个很好的比喻来说明它的质量：通过磁透镜看物体就好比拿起塑料可乐瓶的瓶底去看人。