透射扫描电子显微镜是一种高分辨率的显微镜，能够观察纳米级别的物质结构及原子级别的细节。它利用电子束而非光束进行成像，使得其分辨率比光学显微镜高得多。
透射扫描电子显微镜的工作原理基于电子的波粒二象性和物质对电子的相互作用。下面是它的主要工作原理：
1、电子源：使用一种叫做热阴极的发射电子源产生电子束。该电子源通常由钨丝构成，当钨丝加热到高温度时，会发射出高速电子。
2、准直系统：电子束离开电子源后，经过准直系统中的准直器和孔径，使电子束变得平行且紧凑。准直系统有助于控制电子束的直径和数量。
3、透射样品：准直的电子束通过透射样品，即待观察的样品。透射样品通常被制成极薄的切片，以保证电子束可以穿透并与样品内部的原子或结构相互作用。
4、透射模式：当电子束穿过样品时，会发生散射、吸收和透射等相互作用。大部分电子经过样品而没有发生散射或吸收，被称为透射电子。
5、透射像：透射电子通过样品后，进入投影透镜系统。投影透镜系统由一组磁场产生的透镜构成，用于聚焦透射电子并形成投影透射像。这些透射电子通过透射样品的不同区域时，会根据样品内部的结构和性质发生不同程度的散射，从而形成具有细节信息的透射像。
6、探测器：透射像被定向到特定的探测器上进行捕捉和记录。常用的探测器是荧光屏和摄像机，可以将透射像转化为可见的图像。还配备了数字图像采集系统，使得可以获取高分辨率的数字图像，并进行后续处理和分析。
7、分辨率和对比度：分辨率取决于多种因素，包括电子束的波长、透射样品的制备质量以及透射像的捕捉和处理。对比度取决于样品的厚度、密度和原子序数等因素。
通过以上步骤，透射扫描电子显微镜能够获得高分辨率的显微图像，使得研究人员能够观察到物质的微观结构，包括晶体结构、原子排列和缺陷等细节信息。这使得其在材料科学、生物学、纳米科学以及其他许多领域中成为一种非常强大的工具。
