可达到亚埃级，常用于纳米材料精准表征，获取微观原子排布，微区结构和元素分布信息。可得到高分辨率像(HRTEM)，单原子图像，haddf(高角环形暗场)，eels(电子能量损失谱), mapping等。

形貌观察：对各种材料内部微结构进行二维显微形貌观察，包括常见的粉末、纳米颗粒形貌和粒径观察；配合三维重构可以得到三维立体形貌；

结构分析：利用选区电子衍射、高分辨透射图像、高分辨扫描透射图像等分析材料的结构；

成分分析：配合能谱仪可以对样品元素做点、线、面、体分布分析，可以得到原子分辨率的元素面分布图

超高分辨率：相比传统TEM，由于AC-TEM有效削减了像差，AC-TEM分辨率显著提高。传统TEM、STEM的分辨率在纳米、亚纳米级，而AC-TEM和AC-STEM的分辨率则能够达到埃级和亚埃级别！分辨率的提高意味着能够对材料进行更精细更准确的结构表征。

  图1 AC-TEM拍摄效果图

主要应用有：

（1）STEM：成像上，TEM和HRTEM的光照射范围是面，而STEM是一点一点的扫射，然后再收集。显然STEM对结构的表征更加细致。STEM和常规TEM一样也分明场和暗场，但STEM常常和HAADF（一种高角环状暗场探测器）连用以获得材料的微区结构及元素分布信息。

图2 微观结构

（2）EELS（电子能量损失谱）：利用入射电子引起材料表面电子电离、价带电子激发、震荡等，发生非弹性散射，用损失的能量来获取表面原子的物理和化学信息的方法。通过电子能量损失谱(EELS)和X射线能谱仪(EDS)可以获得样品的化学信息，从而替换结构信息。

图3 电子能量损失谱

图4  STEM-HAADF像、EDX与EELS像

（3）HRTEM（高分辨像）：用来观测晶体内部结构、原子排布以及位错、孪晶等精细结构。高分辨像是相位衬度像，是所有参加成像的衍射束与透射束因相位差而形成的干涉图像。

图5  a）Au-Pd核壳纳米棒的高分辨像及FFT变换图（相当于电子衍射图），b）局部放大图 e-j） N-CNT组装的中空十二面体SEM、TEM和HRTEM图像

（4）Mapping（EDS/EDX）：用于获得合金、纳米管、壳体材料等的元素分布，进而辅助物相鉴定或结构分析等。

图6  左是单个Au-Pd核壳纳米棒的HAADF-STEM及EDS线扫，右是左纳米棒的元素分布Mapping

（5）会聚束电子衍射花样（CBED）：入射电子以非平行光入射样品并发生衍射时，物镜后焦面上的透射斑和衍射斑均扩展为圆盘，而圆内的各种衬度花样将反应样品晶体结构的三维信息。会聚束主要应用于晶体对称性、晶体点阵参数、薄晶片厚度、晶体和准晶体中位错矢量的测量及材料应变场研究。

图7  会聚束电子衍射花样反应晶体结构信息

（6）选区电子衍射花样（SAED）：用于晶体结构分析，晶格参数测定，辅助物相鉴定等。

图8  选区电子衍射图

案例1：C3N4材料负载金属单原子

案例2：高熵氧化物的原子相

案例3：HAADF和IDPC模式下钛酸铋钠原子相

1、块体用fib制样，厚度30nm左右；粉末提供10mg左右；

2、纳米颗粒或者纳米片建议用微栅或者超薄碳膜制样；

3、含磁性元素的样品必须提供粉末用于验证磁性，暂不接收强磁样品；