Die Abbildung mittels TEM erfolgt über die Durchstrahlung der Probe mit nahezu parallelem Elektronenstrahl. Abhängig von der Probenqualität ist die Abbildung atomarer Strukturen möglich, wie in Abbildung 2 und 3 dargestellt. Die hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) ist am ICAN mit einer Punktauflösung von 0.14 nm möglich. Eine Methode zur quantitativen Auswertung von hochauflösenden TEM-Aufnahmen stellt die Rekonstruktion der Austrittswellenfunktion (Exit Wave Reconstruction) einer Fokussiere dar.

Abbildung 1: HRTEM Aufnahme mit zugehöriger Fourier-Transformation eines dünnen Goldfilms in [100] Orientierung.

Im STEM-Modus (scanning) wird der Elektronenstrahl auf einen Bereich von circa einem Angström, die sogenannte Sonde, fokussiert. Diese Sonde tastet die Probe rasterförmig ab und die transmittierten Elektronen können mit Hilfe verschiedener Detektoren erfasst werden. Durch einen zusätzlich installierten elektronenoptischen Korrektor kann die Auflösung bis unter 0.1 nm verbessert werden. Die Aufnahme von hochaufgelösten HAADF(High Angle Annular Dark-Field)-STEM Bildern hat den Vorteil, dass die Bildintensität in diesem auch Z-Kontrast genannten Modus proportional zur Kernladungszahl Z der in der Atomsäule befindlichen Atome ist. Im Gegensatz zu hochaufgelösten TEM Bildern ist daher eine direkte Interpretation der Daten z. B. im Bezug auf die atomare Elementverteilung möglich.

Abbildung 2: HRTEM Aufnahme eines Gold-Nanopartikels mit einem projizierten Durchmesser von 6 nm.