透射電鏡是一種現(xiàn)代綜合性大型分析儀器，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究開發(fā)工作中被廣泛地使用。透射電鏡是以電子束透過樣品經(jīng)過聚焦與放大后所產(chǎn)生的物像，投射到熒光屏上或照相底片上進(jìn)行觀察。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種新技術(shù)被應(yīng)用于透射電鏡的制作工藝中，從而導(dǎo)致透射電鏡性能的不斷改善。主要表現(xiàn)在三大方面：透射電鏡本體硬件的發(fā)展，透射電鏡所屬附件的進(jìn)一步的發(fā)展以及透射電鏡在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用。

透射電鏡本體硬件的發(fā)展

　　從透射電鏡的發(fā)展歷史來看，隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種新技術(shù)被應(yīng)用于透射電鏡的制作工藝中，從而導(dǎo)致透射電鏡硬件性能的不斷改善。

　　20世紀(jì)30年代末期發(fā)明的diyi代透射電鏡的分辨率只有3nm，到了50年代達(dá)到優(yōu)于1nm，而在90年代一些特制的透射電鏡更達(dá)到了0.1nm。這種進(jìn)步將表現(xiàn)為新一代透射電鏡的性能越來越好，使用越來越方便，對于操作人員的要求越來越簡單。

　　20世紀(jì)70年代具有高分辨率的透射電鏡和分析電鏡出現(xiàn)后，它的分辨水平日臻細(xì)微，功能更趨多樣，已成為現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室中一種不可或缺的研究晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的綜合儀器。眾所周知，界面、位錯、偏析物和間隙原子等缺陷結(jié)構(gòu)，對于材料及器件的物理、力學(xué)和電學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生重要影響，因此獲取物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分和局域電子態(tài)的信息細(xì)節(jié)是高分辨分析電子顯微學(xué)的研究目標(biāo)。為獲得原子間成鍵信息，要求能量分辨率達(dá)0.1～0.2eV，為獲得缺陷的原子結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，要求“亞?！钡狞c(diǎn)分辨率。

　　若要在中等電壓的透射電鏡中獲得“亞?！焙汀皝嗠娮臃亍钡姆直媛?，則需要發(fā)展配有準(zhǔn)單色的電子源、電子束斑尺寸小于0.2nm的聚光鏡系統(tǒng)、物鏡球差校正器、無像差投影鏡和能量過濾成像系統(tǒng)等部件的新一代透射電鏡。

　　近年來，透射電鏡及相關(guān)部件的發(fā)展非常迅速，除繼續(xù)提高場發(fā)射槍透射鏡的性能和穩(wěn)定性之外，陸續(xù)研發(fā)出新一代的慢掃描電荷耦合器件、球差校正器、單色器、高能量分辨率的新一代能量過濾成像系統(tǒng)等，在中等電壓的電鏡中可以獲得“亞埃的空間分辨率”和“亞電子伏特的能量分辨率”。比方說場發(fā)射槍透射電鏡，場發(fā)射槍透射電鏡與W或LaB6燈絲熱電子發(fā)射透射電鏡相比，場發(fā)射電子槍具有納米電子束斑亮度高、束流大、出射電子能量分散小和相干性好等優(yōu)點(diǎn)，可顯著提高電鏡的信息分辨率，特別適合于納米尺度綜合分析，如亞納米尺度成分分析、精確測定原子位置、結(jié)構(gòu)因子和電荷密度等。

透射電鏡所屬附件的進(jìn)一步發(fā)展

　　早期透射電鏡作為一種高分辨率、高倍率的顯微鏡，只是光學(xué)顯微鏡的一個技術(shù)延伸。但隨著電子顯微學(xué)理論和實(shí)踐的不斷發(fā)展、積累，人們發(fā)現(xiàn)、開發(fā)了透射電鏡的許多新功能，使透射電鏡成為了一種綜合性分析儀器。直到Z近，一些新的透射電鏡附件還在不斷地被發(fā)明出來。比如，圖像過濾器就是近十年來開發(fā)出來的新附件。在未來的年代里，我們依然有理由期待一些更新、更好、更易操作的附件被發(fā)明出來，從而為透射電鏡增加新功能，或進(jìn)一步提高透射電鏡的現(xiàn)有功能和分析測試精度。

　　從電子顯微鏡誕生以來，更高的分辨率就一直是追求的目標(biāo)。普通光學(xué)的分辨率定義，也是在掃描電鏡中使用的分辨率判據(jù)，即判別圖像中Z近兩點(diǎn)之間的距離，不再適用于相干成像的透射電鏡。從高分辨技術(shù)誕生以來，人們就給透射電鏡賦予了兩個獨(dú)特的、而且獨(dú)立的分辨率。一個是點(diǎn)分辨率，它是指Z佳條件下高分辨像上可直接解釋的分辨率;另一個是信息極限，限定了對稱照明時Z小的可見信息。

透射電鏡與計算機(jī)的結(jié)合應(yīng)用

　　隨著現(xiàn)在計算機(jī)科學(xué)的迅速進(jìn)步，作為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)分析器的透射電鏡也越來越依賴于計算機(jī)的使用。事實(shí)上，透射電鏡硬件的進(jìn)步是與計算機(jī)控制系統(tǒng)的不斷進(jìn)步無法斷然分開的。但是，即使今天我們對于透射電鏡的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也還需要使用大量的人力進(jìn)行分析。在這一方面我們完全有理由相信隨著新的電子顯微學(xué)理論的進(jìn)展以及新的計算機(jī)軟件開發(fā)的成功，未來對于透射電鏡的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的自動化程度將進(jìn)一步提高，從而大大提高人們從事透射電鏡的工作效率。

　　透射電鏡作為高精密儀器，許多用戶有使用需求，但因其價格昂貴，用戶只能委托有透射電鏡的單位進(jìn)行檢測。以這種委托方式實(shí)現(xiàn)儀器的共享，效率低，并存在以下三個問題:

　　1)需要將樣品送到電鏡所在地;

　　2)需要用戶單位專業(yè)研究人員與電鏡工作人員協(xié)同工作，直到得到有效的圖形資料;

　　3)在得出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)前，需要研究人員用專用軟件對龐大的圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)分析，這需要專用的數(shù)據(jù)分析的計算平臺。從以上問題出發(fā)，提出了透射電鏡遠(yuǎn)程共享的思想，而高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備也使透射電鏡遠(yuǎn)程共享得以實(shí)現(xiàn)。

　　實(shí)現(xiàn)透射電鏡遠(yuǎn)程共享的模型有多種，而用戶需求、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、硬件條件、技術(shù)力量等的差異，用戶使用這些模型時效果就不同。目前對顯微鏡的遠(yuǎn)程共享的研究，大多著眼于其功能的實(shí)現(xiàn)，而忽略了對模型的研究。