高分辨透射電鏡(High-Resolution Transmission Electron Microscopy, HRTEM)是一種先進的電子顯微技術，它利用電子束穿透超薄樣品并以極高的分辨率成像，能夠提供材料內部結構的詳細信息。HRTEM特別適用于觀察納米級別的晶體結構、缺陷及界面特性，是材料科學、納米技術和半導體工業中不可或缺的研究工具。

　　工作原理

　　HRTEM基于電子與物質相互作用的原理工作。當一束高能電子穿過樣品時，由于樣品中原子對電子的散射作用，電子波前會發生相位變化。通過記錄這些相位變化，可以重建出樣品內部原子排列的圖像。HRTEM能夠達到亞埃級(小于0.1納米)的空間分辨率，這使得直接觀察單個原子成為可能。

　　主要組成部分

　　電子槍：產生高能量的電子束。

　　聚光鏡系統：聚焦電子束至所需尺寸。

　　樣品臺：用于放置和精確移動樣品，通常需要保持在高真空環境中，并且可以冷卻或加熱樣品。

　　物鏡：形成初級放大圖像。

　　中間鏡和投影鏡：進一步放大并調整z終圖像的質量。

　　探測器/相機：捕捉放大的電子圖像，并將其轉換為數字信號供后續分析。

　　應用領域

　　材料科學：研究金屬、陶瓷、半導體等材料的微觀結構及其缺陷。

　　納米技術：表征納米顆粒、納米線以及二維材料如石墨烯的形態和結構。

　　生物學：雖然傳統上生物樣品更適合掃描電鏡(SEM)，但HRTEM也被用于觀察某些特定類型的生物樣本，尤其是那些經過特殊制備處理后的樣品。

　　化學與物理學：探索催化劑表面結構、晶體生長機制以及固體電解質界面等。

　　樣品準備

　　為了獲得高質量的HRTEM圖像，樣品必須非常薄(通常幾十納米厚)，以便讓足夠多的電子穿透而不過度散射。常用的樣品制備方法包括：

　　機械拋光后使用離子減薄。

　　Focused Ion Beam (FIB) 技術切割和提取微小區域。

　　對于軟材料，如聚合物或生物組織，則需采用冷凍切片或其他溫和的方法來避免損傷樣品結構。