透射掃描電子顯微鏡是一種把經(jīng)加速和聚集的電子束透射到非常薄的樣品上，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，從而產(chǎn)生立體角散射。散射角的大小與樣品的密度、厚度等相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像，影像在放大、聚焦后在成像器件(如熒光屏，膠片以及感光耦合組件)上顯示出來的顯微鏡。
透射掃描電子顯微鏡的工作原理是：透射電鏡和光學(xué)顯微鏡的各透鏡及光路圖基本一致，都是光源經(jīng)過聚光鏡會(huì)聚之后照到樣品，光束透過樣品后進(jìn)入物鏡，由物鏡會(huì)聚成像，之后物鏡所成的一次放大像在光鏡中再由物鏡二次放大后進(jìn)入觀察者的眼睛，而在電鏡中則是由中間鏡和投影鏡再進(jìn)行兩次接力放大后最終在熒光屏上形成投影供觀察者觀察。電鏡物鏡成像光路圖也和光學(xué)凸透鏡放大光路圖一致。
透射掃描電子顯微鏡具有分辨率高、可與其他技術(shù)聯(lián)用的優(yōu)點(diǎn)，在材料學(xué)、物理、化學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛地應(yīng)用。材料的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)等物理化學(xué)性質(zhì)起著決定性作用。透射電鏡作為材料表征的重要手段，不僅可以用衍射模式來研究晶體的結(jié)構(gòu)，還可以在成像模式下得到實(shí)空間的高分辨像，即對(duì)材料中的原子進(jìn)行直接成像，直接觀察材料的微觀結(jié)構(gòu)。在化學(xué)領(lǐng)域，原位透射電鏡因其超高的空間分辨率為原位觀察氣相、液相化學(xué)反應(yīng)提供了一種重要的方法。利用原位透射電子顯微鏡進(jìn)一步理解化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理和納米材料的轉(zhuǎn)變過程，以期望從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)理解、調(diào)控和設(shè)計(jì)材料的合成。
