Microscopio electrónico de transmisión

[miniatura|Unha imaxe de microscopio electrónico de transmisión dun grupo de [poliovirus. O virus da polio é de só 30 nm de diámetro.]]
miniatura|upright=1.5|Principio operativo dun microscopio electónico de tansmisión

O **microscopio electrónico de transmisión** (**MET** ou, polas súas siglas en inglés, **TEM**) é un tipo de microscopio no cal se transmite un feixe de electróns a través dun espécime a observar para formar unha imaxe del. O espécime adoita ser unha sección ultrafina de menos de 100&nbsp;nm de grosor ou unha suspensión situada nunha grella ou reixa. A imaxe fórmase pola interacción dos electróns coa mostra a medida que o feixe de electróns se transmite atravesando o espécime. Algúns electróns rebotan ou son absorbidos na mostra, pero outros atravesan a mostra e poden usarse para formar a imaxe. A imaxe é despois ampliada e enfocada sobre un aparello que mostre a imaxe, como unha pantalla fluorescente, unha capa de película fotográfica ou un sensor como un escintilador unido a un dispositivo de carga acoplada (cámara CCD). Para enfocar non se usan lentes de vidro ou cristal senón "lentes" normalmente electromagnéticas (electroimáns).

Os microscopios electrónicos de transmisión non utilizan a luz para obter as imaxes, senón un feixe de electróns, e poden obtelas a unha resolución moito máis grande que os microscopios de luz, debido á menor lonxitude de onda de de Broglie dos electróns comparada coa dos fotóns de luz. Isto permite que o instrumento capture finos detalles, incluso tan pequenos como unha soa columna de átomos, que é miles de veces máis pequena que os obxectos resolvibles utilizando microscopia óptica.

A estrutura dun microscopio electrónico de transmisión consta das seguintes partes principais:
* **Canón de electróns**, que emite os electróns que chocan ou atravesan o espécime, creando unha imaxe aumentada. 
* **Lentes magnéticas** para crear campos que dirixen e enfocan o feixe de electróns, xa que as lentes convencionais utilizadas nos microscopios ópticos non funcionan cos electróns. Teñen lentes condensadoras, obxectivo e proxectoras.
* **Sistema de baleiro**. Crea o baleiro no interior do microscopio. Debido a que os electróns poden ser desviados polas moléculas do aire do interior do microscopio, debe facerse un baleiro case total no seu interior.
* **Placa fotográfica ou pantalla fluorescente**, que se coloca detrás do obxecto a visualizar para rexistrar a imaxe aumentada. 
* **Sistema de rexistro** que mostra a imaxe que producen os electróns, que adoita ser un computador.

A microscopia electrónica de transmisión é un método analítico moi importante en física, química e bioloxía. Os METs teñen aplicación na investigación do cancro, viroloxía e ciencia dos materiais así como na investigación sobre  polución, nanotecnoloxía e semicondutores, pero tamén noutros eidos do saber, como a paleontoloxía e palinoloxía.

Os MET teñen moitos modos de funcionar, como a obtención de imaxes convencional, as imaxes obtidas con MET de varrido (METV ou, en inglés, STEM), as difraccións, espectroscopia e combinacións delas. Incluso na obtención de imaxes convencional hai moitos xeitos fundamentalmente diferentes de producir o contraste, chamados "mecanismos de contraste de imaxes". O contraste pode orixinarse por diferenzas en grosor ou densidade do material dunha posición a outra ("contraste masa-grosor"), número atómico ("contraste Z", onde Z é simboliza o número atómico), estrutura cristalina ou orientación ("contraste cristalográfico" ou "contraste de difracción"), o lixeiro cambio de fase mecánico-cuántico que cada átomo produce nos electróns que pasan a través deles ("contraste de fase"), a enerxía perdida polos electróns ao pasaren a través da mostra ("imaxes de espectro") e doutros modos. Cada mecanismo indica ao usuario un tipo diferente de información, dependendo non só do mecanismo de contraste senón tamén de como se use o microscopio (disposición das lentes, aperturas e detectores). Isto significa que un MET pode dar unha extraordinaria variedade de información a resolución nanométrica ou atómica, revelando en casos ideais non só onde están todos os átomos mais tamén que tipos de átomos son e como están enlazados entre si. Por esta razón o MET considérase unha ferramenta esencial para as nanociencias tanto no campo da bioloxía coma no dos materiais.

O primeiro MET foi demostrado por Max Knoll e Ernst Ruska en 1931, os cales desenvolveron o primeiro MET que tiña unha resolución maior á da luz en 1933 e o primeiro MET comercial en 1939. En 1986, Ruska recibiu o premio Nobel de Física polo o desenvolvemento da microscopia electrónica de transmisión. Porén, isto requiría custosas ópticas de cuarzo, debido á absorción da luz UV polo vidro. Críase que non era posible obter unha imaxe con información submicrométrica debido á restrición imposta pola lonxitude de onda.

En 1858, Plücker observou a desviación dos "raios catódicos" (electróns) polos campos magnéticos. Este efecto foi utilizado por Ferdinand Braun en 1897 para construír dispositivos de medición de osciloscopios de raios catódicos simples. En 1891, Riecke decatouse de que os raios catódicos podían ser enfocados por campos magnéticos, o que fixo posible o deseño de lentes electromagnéticas simples. En 1926, Hans Busch publicou un traballo ampliando esta teoría e mostrando que a ecuación dos fabricantes de lentes podía, coas asuncións adecuadas, aplicarse aos electróns.

En 1928 na Universidade Técnica de Berlín, Adolf Matthias, profesor de Tecnoloxía de Alta Voltaxe e Instalacións Eléctricas, nomeou a Max Knoll para liderar un equipo de investigadores para avanzar no deseño de osciloscopios de raios catódicos. O equipo constaba de varios estudantes de doutoramento entre os cales estaban Ernst Ruska e Bodo von Borries. O equipo de investigación traballou no deseño de lentes e colocación da columna de osciloscopios de raios catódicos, para optimizar os parámetros e construír mellores osciloscopios, e conseguiuse facer que os compoñentes ópticos electrónicos xerasen imaxes de baixo aumento (case de 1:1). En 1931, o grupo conseguira xerar imaxes ampliadas de mallas de grellas situadas sobre a apertura do ánodo. O aparello usaba dúas lentes magnéticas para conseguir grandes aumentos, polo que pode dicirse que crearon o primeiro microscopio electrónico. Ese mesmo ano, Reinhold Rudenberg, o director científico da compañía Siemens, patentou un microscopio electrónico de lente electrostática.

### Mellora da resolución 
Nesa época os electróns considerábanse partículas de materia cargadas; a natureza de onda dos electróns non se comprendeu totalmente ata a tese de doutoramento de Louis de Broglie en 1924. O grupo de investigación de Knoll non foi consciente desa publicación ata 1932, cando se deron conta de que a lonxitude de onda de de Broglie dos electróns era moitas ordes de magnitude menor que a da luz, o que teoricamente permitiría obter imaxes a escalas atómicas. (Incluso para electróns cunha enerxía cinética de só 1 volt a lonxitude de onda é xa de só 1,23&nbsp;nm.) En abril de 1932, Ruska suxeriu a construción dun novo microscopio electrónico para obter imaxes directas de espécimes inseridos dentro do microscopio, en vez de simples mallas de grellas ou imaxes de aperturas. Con este aparello conseguíronse imaxes de difracción e normais dunha folla de aluminio. Porén, o aumento acadable era menor que o dos microscopios ópticos. Aumentos maiores que os que podía ofrecer o microscopio óptico conseguíronse en setembro de 1933 con imaxes de fibras de algodón obtidas rapidamente antes de que o feixe de electróns deteriorase as fibras. e o de Albert Prebus e James Hillier na Universidade de Toronto, construíron os primeiros METs en Norteamérica en 1935 e 1938, respectivamente, avanzando continuamente no deseño do MET.

En 1936 continuou a investigación sobre os microscopios electrónicos en Siemens; o obxectivo era o desenvolvemento e mellora das propiedades de obtención de imaxes do MET, especialmente con respecto a mostras biolóxicas. Nese período os microscopios electrónicos fabricábanos grupos específicos, como o aparello "EM1" utilizado no Laboratorio Nacional de Física do Reino Unido. En 1939, o primeiro microscopio electrónico comercial, mostrado na imaxe, instalouse no departamento de Física da IG Farben. Posteriores traballos sobre o microscopio electrónico foron dificultados pola destrución dun novo laboratorio construído na Siemens por un bombardeo estratéxico, así como pola morte de dous dos investigadores, Heinz Müller e Friedrick Krause, durante a segunda guerra mundial.

### Investigacións posteriores 
Despois  da segunda guerra mundial Ruska reiniciou os traballos na Siemens, onde continuou desenvolvendo o microscopio electrónico, producindo o primeiro microscopio con 100.000 aumentos . e engadiu unha lente obxectivo de alta calidade para crear o moderno METV. Usando este deseño, Crewe demostrou a capacidade de obter imaxes de átomos usando imaxe de campo escuro anular. Crewe e colegas na Universidade de Chicago desenvolveron a fonte de emisión de electróns por campo fría e construíron un METV que podía visualizar átomos pesados separados en substratos de carbono delgados.

## Introdución 
### Electróns 
Teoricamente, a máxima resolución, *d*, que se pode obter cun microscopio óptico está limitada pola lonxitude de onda dos  fotóns (λ) e a apertura numérica *AN* do sistema. Os científicos de inicios do século XX teorizaron modos de saltarse as limitacións das lonxitudes de onda relativamente grandes da luz visible (lonxitude de onda de 400–700 nanómetros) usando electróns. Como todas as partículas materiais, os electróns teñen tanto propiedades de onda coma de partícula (ondas de materia), e as súas propiedades de onda significan que un feixe de electróns pode enfocarse e difractarse igual que o fai a luz. A lonxitude de onda dos electróns está relacionada coa súa enerxía cinética por medio da ecuación de de Broglie, que di que a lonxitude de onda é inversamente proporcional ao momento. Tendo en conta os efectos relativistas (xa que nun MET a velocidade dun electrón é unha fracción substancial da velocidade da luz,&nbsp;*c*) a lonxitude de onda é

:\lambda_e = \frac{h}{\sqrt{2m_0E\left(1+\frac{E}{2m_0c^2}\right)}}

onde, *h* é a constante de Planck, *m*0 é a masa en repouso dun electrón e *E* é a enerxía cinética do electrón acelerado.

### Fonte de electróns 
miniatura|Disposición de compoñentes ópticos nun MET básico.
[esquerda|upright|miniatura|FIlamento de [volframio estilo forquita nunha base illada.]]
[esquerda|upright|miniatura|Filamento de monocristal de [Hexaboruro de lantano|LaB6.]]
Desde a parte superior á inferior, un MET consta dunha fonte de emisión ou cátodo, que pode ser un filamento de volframio, un monocristal de hexaboruro de lantano (LaB6) ou un canón de emisión de campo. O canón está conectado a unha fonte de alta voltaxe (normalmente de ~100–300 kV) e emite electróns por emisión termiónica ou por emisión de electróns de campo no baleiro. No caso dunha fonte termiónica, a fonte de elecróns está montada nun cilindro de Wehnelt para proporcionar un foco preliminar dos electróns emitidos nun feixe mentres que tamén estabilizan a corrente usando un circuíto de retroalimentación pasivo. Unha fonte de emisión de campo usa no seu lugar eléctrodos electrostáticos chamados extractor, un supresor, e unha lente canón, con diferentes voltaxes en cada un, para controlar a forma do campo eléctrico e a intensidade preto do extremo agudo. A combinación do cátodo e estes primeiros elementos de lentes electrostáticas denomínase en conxunto "canón de electróns". Despois de que o feixe abandona o canón, é normalmente acelerado ata que acada a súa voltaxe final e entra na seguinte parte do microscopio: o sistema da lente condensadora. Despois, as lentes superiores do MET enfocan o feixe de electróns co tamaño e localización desexadas sobre a mostra.

A manipulación do feixe de electróns realízase usando dous efectos físicos. A interacción de electróns cun campo magnético causa que os electróns se movan de acordo doa regra da man esquerda, o que permite que os electroimáns manipulen o feixe de electróns. Adicionalmente, os campos electrostáticos poden causar que os electróns se desvíen nun ángulo constante. O acoplamento de dúas desviacións en direccións opostas cun pequeno espazo intermedio permite causar un desprazamento no camiño do feixe, permitindo cambiar a dirección do feixe.

### Óptica 
As lentes dun  MET son o que lle dá a súa flexibilidade nos modos de funcionar e a capacidade de enfocar os feixes ata a escala atómica e magnificalos ata conseguir unha imaxe. Unha lente está normalmente feita dun solenoide enroscado en bobina case rodeado de materiais ferromagnéticos deseñado para concentrar o campo magnético da bobina nunha forma confinada precisa. Cando un electrón entra e abandona o campo magnético, describe espirais arredor das liñas do campo magnético curvado dunha maneira que actúa en gran medida igual a como unha lente de vidro ordinaria fai coa luz: é unha lente converxente. Pero, a diferenza dunha lente de vidro, unha lente magnética pode cambiar moi facilmente o seu poder de enfoque axustando a corrente que pasa polas bobinas.

Igual de importante para as lentes son as aperturas. Estes son buratos circulares en bandas delgadas de metal pesado. Algunhas son de tamaño e posición fixas e xogan un importante papel na limitación da xeración de raios X e na mellora do rendemento no baleiro. Outras poden ser cambiadas a vontade entre varios tamaños e as súas posicións poden axustarse. As aperturas variables despois da mostra permiten que o usuario seleccione o rango de posicións espaciais ou ángulos de dispersión de electróns para usalos na formación dunha imaxe ou un padrón de difracción.

O sistema óptico-electrónico tamén inclúe deflectores e estigmadores, xeralmente feitos con pequenos electroimáns. Os deflectores permiten que a posición e o ángulo do feixe na posición da mostra sexan controlados independentemente e tamén aseguran que os feixes permanecen preto dos centros de baixa aberración de cada lente na columna de lentes. Os estigmadores compensan as lixeiras imperfeccións e aberracións que causan astigmatismo na lente (lente que ten diferente forza focal en diferentes direccións).

Tipicamente, un MET consta de tres etapas de paso por lentes. As etapas son lentes condensadoras, lentes obxectivo e lentes proxectoras. As lentes condensadoras son as responsables da formación do feixe primario, mentres que as lentes obxectivo enfocan o feixe que atravesa a propia mostra (no modo de escaneado ou varrido do METV, hai tamén lentes obxectivo sobre a mostra para facer que o feixe de electróns incidente sexa converxente). As lentes proxectoras son utilizados para expandir o feixe na pantalla fluorescente ou outro dispositivo para captar a imaxe, como unha película. O aumento do MET débese á proporción de distancias entre o espécime e o plano de imaxe da lente obxectivo. As configuracións ópticas do MET difiren significativamente coas aplicacións, cos fabricantes que usan configuracións de lentes acostumadas, como instrumentos corrixidos para evitar a aberración esférica, O teorema di que a amplitude de onda nun determinado punto B como resultado dunha fonte puntual de electróns A sería a mesma que a amplitude en A debido a unha fonte puntual equivalente situada en B.

Os sistemas de presentación da imaxe nun MET constan dunha pantalla fluorescente, que pode estar feita dun fino sulfuro de cinc particulado (10–100&nbsp;μm), para a observación directa polo operador, e un sistema de rexistro de imaxes, como unha película fotográfica, unha pantalla de YAG dopada acoplada con CCDs, ou outros detectores dixitais. pero o uso desta tecnoloxía non se espallou ata finais da década de 1990/principios da de 2000. Os sensores de píxel activo monolíticos (MAPSs) tamén se usaron nos METs. Os detectores CMOS, que son máis rápidos e máis resistentes a danos por radiación que os CCDs, foron usados nos METs desde 2005. A inicios da década de 2010, outros desenvolvementos da tecnoloxía de CMOS permitiu a detección de contaxes dun só electrón ("modo contaxe"). Estes Detectores de Electróns Directos están dispoñibles nas compañías Gatan, FEI, Quantum Detectors Limited e Direct Electron. A necesidade disto é dobre: primeiro para respectar a marxe que hai na diferenza de voltaxe entre o cátodo e a terra sen que se xere un arco, e segundo para reducir a frecuencia de colisión de electróns con átomos de gas do aire ata niveis insignificantes; este efecto caracterízase polo camiño libre medio. Os compoñentes do MET tales como os soportes do espécime e cartuchos de película deben inserirse rutineiramente ou substituírse, para o que cómpre un sistema coa capacidade de recrear o baleiro de forma regular. Para iso os METs están equipados con múltiples sistemas de bombeo e compartimentos estancos que non están selados ao baleiro permanentemente.

O sistema de baleiro para evacuar o aire do interior do MET ata unha presión operativa comprende varias etapas. Inicialmente, conséguese un baleiro baixo ou aproximado usando unha bomba de paletas rotatoria ou unha bomba de diafragma establecendo unha presión suficientemente baixa que permita a operación dunha bomba turbomolecular ou bomba de difusión que estableza o nivel de baleiro alto necesario para as operacións. Para que a bomba de baleiro baixo non teña que funcionar continuamente, mentres que funcionan continuamente as bombas turbomoleculares, pode conectarse o lado do baleiro dunha bomba de baixa presión a cámaras que acomodan os gases extraídos pola bomba turbomolecular. As seccións do MET poden illarse usando aberturas que limitan a presión para permitir ter diferentes niveis de baleiro en áreas específicas, como un baleiro alto de 10−4 a 10−7 Pa ou maior no canón de electróns nos METs de emisión de campo ou de alta resolución.

Os METS de alta voltaxe necesitan baleiros ultraaltos da orde de 10−7 a 10−9 Pa para impedir a xeración dun arco eléctrico, especialmente no cátodo do MET. Para iso, nos METs de alta voltaxe pode funcionar un terceiro sistema de baleiro, co canón illado da cámara principal por medio de válvulas de comportas ou cunha abertura de bombeo diferencial (un pequeno burato que impide a difusión de moléculas de gas na área do canón de alto baleiro máis rápido do que poden ser bombeadas fóra). Para estas presións moi baixas utilízase unha bomba iónica ou un material desgasificador.

Ter un baleiro escaso no MET pode causar varios problemas desde a deposición de gas dentro do MET sobre o espécime mentres se observa nun proceso coñecido como deposición inducida por feixe de electróns, ata danos máis graves no cátodo causados polas descargas eléctricas. Os deseños iniciais dos METs cumprían con isto por medio dun complexo conxunto de dispositivos mecánicos de control, que permitían que o operador controlase finamente o movemento da platina con diversas barras rotatorias. Os aparellos modernos poden utilizar deseños de platinas eléctricas, cun parafuso xunto cun motor paso a paso, que proporcionan ao operador un input de platina por computadora, como un joystick ou trackball.

Hai dous deseños principais para platinas de METs, os de entrada lateral e os de entrada pola parte superior. Ademais, as fontes termiónicas tanto de hexaboruro de lantano coma de volframio deben quentarse para conseguir a emisión termiónica, isto pode realizarse co uso dunha pequena banda electricamente resistente. Para impedir un choque térmico que danaría o filamento adoita haber un atraso forzoso na aplicación da corrente ao extremo.

### Lentes para electróns 
miniatura|esquerda|Diagrama dunha lente de deseño de peza de polo dividido dun MET.

As lentes para electróns deséñanse para que actúen de maneira que emulen as lentes ópticas, ao enfocaren electróns paralelos a unha distancia focal constante. As lentes para electróns poden funcionar electrostaticamente ou magneticamente. A maioría das lentes para electróns para METs usan bobinas electromagnéticas para xerar unha lente convexa. O campo producido pola lente debe ser radialmente simétrico, xa que a desviación da simetría radial das lentes magnéticas causa aberracións como o astigmatismo e empeora as aberracións esférica e cromática. As lentes para electróns fabrícanse de ferro ou aliaxes de ferro-cobalto ou níquel-cobalto, como o permalloy. Estes son seleccionados polas súas propiedades magnéticas, como a saturación, histérese e permeabilidade magnéticas.

Os compoñentes inclúen o xugo, a bobina magnética, os polos, a peza polo e a circuitería de control externa. A peza polo debe fabricarse dunha maneira moi simétrica, xa que isto proporciona as condicións de fronteira do campo magnético que forma a lente. As imperfeccións na súa fabricación poden inducir graves distorsións na simetría do campo magnético, que induce distorsións que finalmente limitan a capacidade da lente de reproducir o plano do obxecto. As dimensións exactas do espazo libre, diámetro interno da peza polo e estreitamento progresivo, así como o deseño no seu conxunto da lente adoitan realizarse por análise dos elementos finitos do campo magnético, á vez que se consideran as restricións térmicas e eléctricas do deseño.

As aperturas poden ser aperturas fixas dentro da columna, como as da lente condensadora, ou aperturas móbiles, que poden inserirse ou retirarse do camiño do feixe, ou movidas nun plano perpendicular ao camiño do feixe. As ensamblaxes das aperturas son aparellos mecánicos que seleccionan os diferentes tamaños de apertura, que pode usar o operador para regular a intensidade e efecto de filtrado da apertura. As ensamblaxes de apertura adoitan estar equipadas con micrómetros para mover a apertura, necesarios durante a calibración óptica.

## Métodos de obtención da imaxe 
Os métodos de obtención da imaxe no MET usan a información contida nas ondas dos electróns que saen da mostra para formar unha imaxe. As lentes proxectoras permiten o posicionamento correcto desta distribución de ondas de electróns no sistema de visualización. A intensidade observada *I*, da imaxe, asumindo unha calidade suficientemente alta do dispositivo que forma a imaxe, pode ser aproximada como proporcional ao valor absoluto do tempo medio ao cadrado da amplitude da función de onda dos electróns. A onda que forma o feixe de saída denótase como Ψ.

: I(x)= \frac{k}{t_1-t_0} \int^{t_1}_{t_0} \Psi\Psi^{\mathrm{*}} \, dt

Diferentes métodos de obtención de imaxes intentan modificar as ondas dos electróns que saen da mostra de modo que proporcionen información sobre a mostra ou sobre o propio feixe. Da ecuación anterior pode deducirse que a imaxe observada depende non só da amplitude do feixe, senón tamén da fase dos electróns, aínda que os efectos de fase poden a miúdo ser ignorados a baixos aumentos. As imaxes de resolucións maiores requiren mostras máis finas e maiores enerxías dos electróns incidentes, o que significa que xa non se pode considerar que a mostra estea absorbendo electróns (é dicir, polo efecto da lei de Beer). En lugar diso, a mostra pode ser modelada como un obxecto que non cambia a amplitude da función de onda dos electróns entrantes, senón que modifica a fase da onda entrante; neste modelo a mostra coñécese como un obxecto de fase pura. Para espécimes o suficientemente finos, os efectos de fase dominan a imaxe, complicando a análise das intensidades observadas.

#### Contraste de fase 
A estrutura cristalina pode investigarse tamén por microscopia electrónica de transmisión de alta resolución (METAR ou, en inglés, HRTEM), tamén coñecida como contraste de fase. Cando se usa unha fonte de emisión de campo e un espécime de grosor uniforme, as imaxes fórmanse debido a diferenzas na fase das ondas dos electróns, que está causada pola interacción co espécime. A formación de imaxes conséguese co módulo complexo dos feixes de electróns entrantes. Deste modo, a imaxe non só depende do número de electróns que golpean a pantalla, o que fai a interpretación das imaxes de contraste de fase algo máis complexa. Porén, este efecto pode utilizarse como unha vantaxe, xa que pode manipularse para proporcionar máis información sobre a mostra, como nas técnicas de recuperación de fase complexa.

### Difracción 
[miniatura|Padrón de difracción cristalina de [austenita maclada en aceiro.]]
Como se sinalou anteriormente, axustar as lentes magnéticas para que se sitúe o plano focal posterior da lente en vez do plano da imaxe no dispositivo de obtención da imaxe, pode xerar un padrón de difracción. Para mostras ciristalinas finas, isto produce unha imaxe que consiste nun padrón de puntos no caso dun monocristal, ou unha serie de aneis no caso dun material policristalino ou sólido amorfo. Para o caso de monocristais o padrón de difracción depende da orientación do espécime e a estrutura da mostra iluminada polo feixe de electróns. Esta imaxe proporciona información sobre as simetrías do grupo espacial do cristal e a orientación do cristal respecto do camiño do feixe. Isto faise tipicamente sen usar ningunha información agás a posición á cal aparecen os puntos de difracción e as simetrías da imaxe observada.

Os padróns de difracción poden ter un gran rango dinámico, e para mostras cristalinas, poden ter intensidades maiores das rexistrables polo CCD. Os METs poden estar equipados con cartuchos de película co propósito de obter estas imaxes, xa que a película é un detector dun só uso.

[miniatura|Liñas de Kikuchi de feixe converxente do silicio, preto do [índice de Miller|eixe zonal [100]. ]]

A análise de padróns de difracción máis alá do punto-posición pode ser complexo, xa que a imaxe é sensible a varios factores, como o grosor e orientación do espécime, o desenfoque da lente obxectivo e as aberracións esférica e cromática. Aínda que é posible a interpretación cuantitativa do contraste mostrado en imaxes de redes cristalinas, é en si mesma complicada e pode requirir unha simulación e análise computacional ampla, como a análise *multislice*.

Tamén é posible un comportamento máis complexo no plano de difracción, con fenómenos como  as liñas de Kikuchi orixinadas por difraccións múltiples dentro da rede cristalina. Nunha difracción de electróns de feixe converxente, na que se produce unha fronte de ondas de electróns non paralela, é dicir, converxente, ao concentrar o feixe de electróns nunha sonda fina na superficie da mostra, a interacción do feixe converxente pode proporcionar información máis alá dos datos estruturais como o grosor da mostra.

#### Espectroscopia de perda de enerxía dos electróns 
Utilizando a técnica avanzada da espectroscopia de perda de enerxía dos electróns (EPEE ou, en inglés, EELS), en METs debidamente equipados, poden separarse os electróns nun espectro baseado na súa velocidade (a cal está estreitamente relacionada coa súa enerxía cinética, e así coa perda de enerxía respecto da enerxía do feixe), usando dispositivos baseados en sector magnético coñecidos como espectrómetros EEL. Estes dispositivos permiten a selección de valores de enerxía particulares, os cales poden ser asociados co modo en que o electrón interaccionou coa mostra. Por exemplo, diferentes elementos dunha mostra orixinan distintas enerxías dos electróns no feixe despois da mostra. Isto normalmente ten como resultado aberracións cromáticas; porén, este efecto pode, por exemplo, usarse para xerar unha imaxe que proporciona información sobre a composición elemental, baseándose na transición atómica durante a interacción electrón-electrón.

Os espectrómetros EELS poden a miúdo utilizarse tanto en modo espectroscópico coma en modo imaxe, o que permite o illamento ou rexeitamento de feixes dispersados elasticamente. Como en moitas imaxes a dispersión inelástica inclúe información que pode non ser de interese para o investigador, reducindo así os sinais observables de interese, as imaxes EELS poden usarse para mellorar o contraste nas imaxes observadas, incluíndo o campo brillante e a difracción, ao rexeitarse os compoñentes non desexados.

### Obtención de imaxes tridimensionais 
[miniatura|esquerda|Unha imaxe de MET tridimensional dun [parapoxvirus]]

Como os soportes do espécime dos METs permiten normalmente a rotación da mostra nun ángulo desexado, poden obterse múltiples vistas do mesmo espécime facendo rotar o ángulo da mostra ao longo do eixe perpendicular ao feixe. Pode recollerse un conxunto de imaxes chamado "serie de inclinacións" (*tilt series*) tomando múltiples imaxes dunha soa mostra a diferentes ángulos, normalmente en incrementos dun grao. Esta metodoloxía propúxoa Walter Hoppe na década de 1970. En condicións de estrito contraste de absorción, este conxunto de imaxes pode utilizarse para construír unha representación tridimensional da mostra.

A reconstrución realízase nun proceso de dúas etapas. Primeiro alíñanse as imaxes para detectar os erros no posicionamento da mostra; tales erros poden ocorrer debido á vibración ou desviación mecánica. Os métodos de  aliñamento usan algoritmos de rexistro de imaxes, como os métodos de autocorrelación para corrixir estes erros. En segundo lugar, usando un algoritmo de reconstrución, como a retroproxección filtrada (*filtered back-projection*), os cortes ou seccións de imaxes aliñadas poden transformarse desde un conxunto de imaxes bidimensionais, *I**j*(*x*,&nbsp;*y*), a unha imaxe tridimensional única, *I**j*(*x*,&nbsp;*y*,&nbsp;*z*). Esta imaxe tridimensional é de especial interese cando se necesita información morfolóxica, deben realizarse maiores estudos usando algoritmos de computador, como as isosuperficies e datos dos cortes para analizar os datos.

Como as mostras para MET non poden verse cunha rotación completa de 180°, as imaxes observadas padecen o que se chama "cuña perdida" (*"missing wedge"*) de datos, a cal cando se usan métodos retroproxección baseada en Fourier diminúe o rango de frecuencias resolvibles na reconstrución tridimensional. que utiliza un espécime de forma columnar e un soporte especial de tomografía axial para realizar unha rotación de 180° da mostra dentro da peza polo da lente obxectivo do MET. Usando dita disposición, é posible a tomografía de electróns cuantitativa sen cuña perdida. Ademais, hai técnicas numéricas que poden mellorar os datos recollidos.

Todos os métodos antes mencionados implican rexistrar unha serie de inclinacións dun determinado campo do espécime. Isto ten como resultado inevitable a sumación dunha alta dose de electróns reactivos a través da mostra e a destrución que a acompaña de finos detalles durante o rexistro. A técnica de obtención de imaxes de baixa dose (dose mínima) é, por tanto, aplicada regularmente para mitigar este efecto. A obtención de imaxes de baixa dose realízase deflectando simultaneamente a iluminación e as rexións da imaxe lonxe do eixe óptico para obter a imaxe dunha rexión adxacente á área que vai ser gravada (a rexión de alta dose). Esta área mantense centrada durante a inclinación e reenfocada antes de gravar. Durante a gravación elimínanse as defleccións para que a área de interese sexa exposta ao feixe de electróns só durante o tempo necesario para obter a imaxe. Unha mellora desta técnica (para obxectos colocados nunha película de substrato inclinado) é ter dúas rexións fóra do eixe simétricas para enfocar e establecer o foco na media dos dous valores dos focos de alta dose antes de gravar a área de baixa dose de interese.

As variantes non tomográficas deste método, denominadas análise de partícula única, usan imaxes de múltiples obxectos (con sorte) idénticos con diferentes orientacións para producir os datos de imaxe necesarios para a reconstrución tridimensional. Se os obxectos non teñen as orientacións preferidas significativas, este método non ten a cuña (ou cono) de perda de datos que é intrínseca aos métodos tomográficos nin xera doses de radiación excesiva; porén, asume que os diferentes obxectos dos que se obtén a imaxe poden ser tratados como se os datos 3D xerados a partir deles se orixinasen dun só obxecto estable.

## Preparación da mostra 
[miniatura|Unha mostra de células (negra) tinguida con [tetróxido de osmio e acetato de uranilo incrustada nunha resina epoxi (cor ámbar) lista para ser seccionada en fatías.]]

A preparación da mostra nos METs pode ser un procedemento complexo. Os espécimes deberían de ser de menos de 100 nanómetros de grosor para o MET convencional. A diferenza da radiación de neutróns ou raios X, os electróns no feixe interaccionan facilmente coa mostra, un efecto que se incrementa aproximadamente co cadrado do número atómico (Z2). As mostras de alta calidade terán un grosor que é comparable ao do camiño libre medio dos electróns que viaxan a través da mostra, o cal pode ser de só unhas poucas decenas de nanómetros. A preparación dos espécimes para MET é específica do material baixo análise e o tipo de información que se quere obter do espécime.

Os materiais que teñen dimensións dabondo pequenas como para ser transparentes aos electróns, como as substancias en po, pequenos organismos, virus ou nanotubos, poden prepararse rapidamente pola deposición dunha mostra diluída que contén o espécime sobre películas sobre as grellas de soporte. Os espécimes biolóxicos poden ser incrustados en resina para soportaren o alto baleiro que hai na cámara da mostra e permitir o corte do tecido en seccións moi finas transparentes aos electróns. A mostra biolóxica pode tinguirse usando material de tinguidura negativa como o acetato de uranilo para bacterias e virus ou, no caso de seccións incrustadas, o espécime pode tinguirse con metais pesados, como na tinguidura con tetróxido de osmio. Unha alternativa é expoñer as mostras ás baixas temperaturas do nitróxeno líquido despois de incrustalas en xeo vítreo. En ciencias dos materiais e metalurxia os espécimes poden xeralmente soportar o alto baleiro, pero aínda así deben prepararse como finas láminas, ou gravarse para que unha porción do espécime sexa o suficientemente fino para que penetre o feixe de electróns. As restricións sobre o grosor do material poden estar limitadas pola sección eficaz de dispersión dos átomos dos cales está formado o material.

### Corte en seccións do tecido 
miniatura|Unha folla de coitelo de diamante usada para cortar fatías ultrafinas (de 70 a 350 nm) para a microscopia electrónica de transmisión.

Os tecidos biolóxicos adoitan incrustarse nun bloque de resina e despois son adelgazados a menos de 100&nbsp;nm nun ultramicrótomo. O bloque de resina fractúrase a medida que pasa pola folla dun coitelo de vidro ou diamante. Este método úsase para obter mostras finas minimamente deformadas que permitan a observación da ultraestrutura do tecido. As mostras inorgánicas, como o aluminio, poden tamén incrustarse en resinas e cortarse en seccións ultrafinas deste xeito, usando coitelos de vidro recuberto, de zafiro ou de diamante de ángulo maior. Para impedir a acumulación de cargas eléctricas na superficie da mostra cando se ven ao MET, as mostras de tecidos deben recubrirse cunha fina capa de material non condutor, como o carbono.

### Tinguidura da mostra 
[miniatura|esquerda|Unha sección dunha célula de *[Bacillus subtilis* tomada co MET Tecnai T-12. A barra de escala é de 200&nbsp;nm.]]
As mostras para MET de tecidos biolóxicos necesitan tinguiduras de elevado número atómico para aumentar o contraste. A tinguidura absorbe o feixe de electróns ou dispersa parte do feixe que doutro modo sería proxectado no sistema de formación de imaxes. Os compostos con metais pesados como o osmio, chumbo, uranio ou ouro (no etiquetado de inmunoouro) poden utilizarse antes da observación no MET para depositar selectivamente átomos densos aos electróns na mostra ou sobre a mostra nunha rexión celular desexada ou proteína. Este proceso require un coñecemento de como se unen os metais pesados a tecidos biolóxicos específicos e estruturas celulares.

### Adelgazamento mecánico 
O puído mecánico tamén se usa para preparar mostras observables no MET. O puído debe facerse cunha gran calidade para asegurarse de que a mostra ten un grosor constante na rexión de interese. Pode utilizarse un diamante ou un composto para o puído de nitruro de boro cúbico nas etapas finais do puído para eliminar as rascaduras que poden causar flutuacións de contraste debido ao grosor variable da mostra. Mesmo despois dun adelgazamento mecánico coidadoso, poden ser necesarios métodos finos adicionais como o gravado iónico para realizar a etapa de adelgazamento final.

### Gravado químico 
Certas mostras poden prepararse por gravado químico, especialmente os espécimes metálicos. Estas mostras son adelgazadas usando un gravador químico, como un ácido, para preparar a mostra para a súa observación en METs. Existen dispositivos de control do proceso de adelgazamento que permiten que o operador controle a voltaxe ou corrente que pasa a través do espécime, e poden incluír sistemas para detectar cando a mostra foi adelgazada ata un nivel suficiente de transparencia óptica.

### Gravado iónico 
O gravado iónico é un proceso de pulverización catódica (*sputtering*, 'cuspido', na literatura inglesa) que pode eliminar cantidades moi sutís dun material. Isto utilízase para realizar un puído final dos espécimes que foron puídos por outros métodos. O gravado iónico usa un gas inerte pasado por un campo eléctrico para xerar unha corrente de plasma que se dirixe á superficie da mostra. As enerxías de aceleración para os gases como o argon son normalmente duns poucos quilovolts. A mostra pode ser rotada para facilitar un puído uniforme da superficie da mostra. A taxa de pulverización catódica de tales métodos é da orde de decenas de micrómetros por hora, limitando o método a só un puído extremadamente fino.

Demostrouse recentemente que o gravado iónico con gas argon pode limar estruturas empilladas de unión de túnel magnético (MTJ) ata unha capa específica que despois foi resolta atomicamente. As imaxes de MET tomadas en vista plana en vez de en sección transversal revelan que a capa de MgO nas MTJs contén un gran número de límites de grans que poden facer diminuír as propiedades dos aparellos.

### Adelgazamento iónico (FIB)
[miniatura|Imaxe de [microscopio electrónico de varrido dunha mostra fina para MET adelgazada pola técnica FIB. A delgada membrana que se mostra aquí é adecuada para o exame de MET; porén, a un grosor de ~300 nm, non sería axeitada para o MET de alta resolución sen realizar un maior adelgazamento.]]

Máis recentemente empezaron a utilizarse os métodos de feixe iónico focalizado (FIB, do inglés *focused ion beam*) para preparar mostras. O FIB é unha técnica relativamente nova para preparar mostras delgadas para o seu exame con MET a partir de espécimes máis grandes. Como o FIB pode utilizarse con mostras de micro-máquinas con moita precisión, é posible adelgazar membranas moi finas nunha área específica de interese da mostra, como un semicondutor ou metal. A diferenza da pulverización catódica de gas iónico inerte, o FIB utiliza ións de galio significativamente máis enerxéticos e pode alterar a composición ou estrutura do material debido á implantación do galio.

#### Transferencia asistida por nanocables 
Para unha introdución mínima de estrés e curvaturas nas mostras de MET (lamelas, películas finas e outras mostras sensibles mecanicamente e aos feixes de electróns), cando se transfiren a un feixe iónico focalizado (FIB), poden adherirse nanocables metálicos flexibles a un micromanipulador normalmente ríxido.

As principais vantaxes deste método son unha redución significativa do tempo de preparación da mostra (soldadura rápida e corte dun nanocable a baixa corrente de feixe) e minimización da curvatura inducida polo estrés, contaminación con Pt e danos polo feixe de ións.
Esta técnica é especialmente axeitada para a preparación de mostras para microscopia electrónica in situ.

### Replicación 
[miniatura|Imaxe de réplica en platino duns *[Staphylococcus aureus* fotografada en MET a 50.000 aumentos.]]
As mostras poden tamén replicarse usando película de acetato de celulosa, que se recobre despois dun metal pesado como o platino, a película orixinal disólvese e desaparece e a da réplica obtéñense imaxes co MET. Variacións da técnica da réplica úsanse tanto para mostras de materiais coma biolóxicas. Nas ciencias dos materiais un uso común é o exame de superficies frescas de fracturas en aliaxes de metais.

## Modificacións 
As capacidades do MET poden ampliarse con etapas adicionais e máis detectores, ás veces incorporadas no mesmo microscopio.

### MET de varrido (METV ou STEM) 
O MET pode modificarse para formar un microscopio electrónico de transmisión de varrido (METV ou, en inglés, STEM) coa adición dun sistema que escanea cun feixe converxente a través da mostra para formar a imaxe, cando se combina con detectores adecuados. As bobinas para escanear son utilizados para deflectar o feixe, como un cambio electrostático do feixe, onde o feixe é despois recollido usando un detector de corrente como unha copa de Faraday, que actúa como un contador de electróns directo. Ao correlacionarmos a contaxe de electróns coa posición do raio de varrido (coñecido como "sonda"), pode medirse o compoñente transmitido do feixe. Os compoñentes non transmitidos poden obterse por inclinación do feixe ou polo uso de detectores de campo escuro anular.
[miniatura|upright=2|Diagrama de raios esquemático que ilustra a reciprocidade óptica entre o MET (esquerda) e o METV (dereita). O ángulo de converxencia no MET, \alpha_T, convértese no ángulo de recolección no METV, \beta_S. Imaxe inspirada en Hren et al.

### Microscopio electrónico crioxénico 
[microscopia electrónica crioxénica|Microscopia electrónica de transmisión crioxénica (Crio-MET ou, en inglés, Cryo-TEM) usa un MET cun soporte de espécime capaz de manter o espécime a temperaturas de nitróxeno líquido ou helio líquido. Isto permite obter imaxes de espécimes preparados en xeo vítreo, a técnica de preparación preferida para obter imaxes de moléculas individuais ou ensamblaxes macromoleculares, imaxes de interfaces sólido-líquido vitrificadas, e de materiais que son volátiles no alto baleiro a temperatura moderada, como o xofre.

### MET ambiental/in situ 
Os experimentos in situ poden realizarse tamén con METs que usan cámaras de mostras con bombeo diferencial, ou soportes especializados. Entre os tipos de experimentos in situ están o estudo de nanomateriais, espécimes biolóxicos, reaccións químicas de moléculas, microscopia electrónica de fase líquida, e probas de deformación de materiais.

### MET in situ de alta temperatura 
Moitas transformacións de fase ocorren durante o quentamento dun material. Adicionalmente, o crecemento dos grans dun material, xunto con outros procesos relacionados coa difusión acontecen máis rapidamente a elevadas temperaturas, nas que a cinética se mellora, permitindo a observación de fenómenos relacionados con microscopia electrónica de transmisión en escalas de tempo razoables. Isto tamén permite a observación de fenómenos que ocorren a temperaturas elevadas e desaparecen ou non son uniformemente preservados en mostras ex situ.

O MET de alta temperatura introduce varios retos adicionais que se deben solucionar na mecánica dos soportes de alta temperatura, como, entre outros, a corrección de desprazamentos, medida da temperatura e diminución da resolución espacial a expensas de usar soportes máis complexos.

O desprazamento da mostra no MET é linearmente proporcional á temperatura diferencial entre a habitación e o soporte. Con temperaturas de ata 1.500C nos soportes modernos, as mostras poden experimentar un desprazamento significativo e desprazamento vertical (inchamento), o que require continuos axustes de foco ou de platina, xerando unha perda de resolución e desprazamento mecánico. Certos laboratorios e fabricantes desenvolveron software acoplado con sistemas de refrixeración avanzados para corrixir o desprazamento térmico baseándose na temperatura predita na cámara de mostras. Estes sistemas a miúdo tardan en estabilizar os movementos da mostra de 30 minutos a moitas horas. Aínda que se fixeron importantes progresos, non  se fixo ningún accesorio para MET universal para contrarrestar os desprazamentos a elevadas temperaturas. De xeito similar, un grupo de investigación en Alemaña utilizou difracción de raios X para medir lixeiros desprazamentos no espazado da retícula causados por cambios na temperatura para estimar a temperatura exacta no soporte. Este proceso necesitou unha coidadosa calibración e unha óptica do MET exacta. Outros exemplos son o uso de EELS para medir a temperatura local utilizando a densidade de gas, e os cambios na resistividade.

### MET mecánico in situ 
O MET de alta resolución permite monitorizar a mostra en cuestión nun rango de escalas de lonxitude desde centos de nanómetros a varios ángstroms. Isto permite a visualización da deformación plástica e elástica por medio de campos de forza así como o movemento de defectos cristalográficos como distorsións na rede cristalina e movementos de dislocación. Ao observarmos simultaneamente fenómenos de deformación e medirmos a resposta mecánica in situ, é posible conectar a información de probas nanomecánicas con modelos que describen tanto a sutileza coma a complexidade de como responden os materiais ao estrés e tensión. As propiedades do material e exactitude dos datos obtidos desas probas nanomecánicas están en gran medida determinadas polo soporte tensor mecánico usado. Os actuais soportes tensores teñen a capacidade de realizar probas de tensión, nanoindentacións, probas de compresión, probas de cizallamento e de dobramento dos materiais.

#### Soportes mecánicos clásicos 
Un dos pioneiros dos soportes mecánicos clásicos foi o Dr. Heinz G.F. Wilsdorf, que realizou un test de tensión dentro dun MET en 1958. Nun experimento típico, córtanse mostras de MET transparentes aos electróns para adaptalas pegalas nunha grella deformable. Os avances en micromanipuladores tamén permitiron facer probas de tensión de nanocables e películas delgadas. A grella deformable únese ao soporte de tensión clásico que abrangue a mostra usando unha barriña ríxida longa unida a unha caixa de cambios de verme movida por un motor eléctrico localizado nun armazón fóra do MET. Os rangos de velocidade de deformación van normalmente de 10&nbsp;nm/s a 10 μm/s. Os soportes feitos a medida que amplían a simple activación tensional permitiron facer probas de dobramento usando un soporte de dobramento e probas de cizallamento usando soportes de mostras de cizallamento. As propiedades da mostra que normalmente se miden nestes experimentos son a fluencia, o módulo elástico, o módulo de cizallamento, a tensión de rotura, a resistencia flexional e a esforzo cortante. Para estudar as propiedades mecánicas dependentes da temperatura das mostras de MET, o soporte debe arrefriarse por medio dun "dedo frío" conectado a un depósito de nitróxeno líquido. Para experimentos a altas temperaturas a mostra do MET pode tamén quentarse nun forno miniaturizado ou un láser que pode normalmente quentar a 1000&nbsp;°C.

#### Soportes de nanoindentación 
Os soportes de nanoindentación realizan un test de dureza sobre o material en cuestión presionando unha punta dura nunha superficie plana puída e medindo a forza aplicada e o desprazamento resultante na mostra do MET por medio dun cambio na capacitancia entre unha referencia e unha placa electrostática móbil unida á punta. As propiedades da mostra que se adoitan medir son a dureza e o módulo elástico. Aínda que a nanoindentción era posible desde principios da década de 1980, informouse da súa investigación usando MET primeiramente en 2001, cando se estudou unha mostra de aluminio depositada nunha cuña de silicio. Para os experimentos de nanoindentación ás mostras de MET adoita dárselles forma de cuña usando unha ventá de barra H puidora trípode ou unha micronanocolumna usando un feixe iónico focalizado para crear espazo dabondo para que se presione cunha punta na localización desexada transparente aos electróns. As puntas indentadoras son xeralmente de tipo perforadora plana, piramidais ou con forma de cuña alongadas na dirección z. As puntas piramidais ofrecen unha alta precisión da orde de 10&nbsp;nm, pero sofren de deslizamento da mostra, mentes que os indentadores cuneiformes teñen un maior contacto para impedir o deslizamento, pero requiren unha análise de elementos finitos para modelar a tensión transmitida, xa que a área de alto contacto coa mostra do MET fai que este sexa case un test de compresión.

#### Sistemas microelectromecánicos 
Os soportes baseados en sistemas microelectromecánicos (SMEM ou, en inglés, MEMS) proporcionan unha plataforma barata e adaptable para realizar tests mecánicos en mostras coas que previamente era difícil traballar como microcolumnas, nanocables e películas delgadas. Os SMEMs pasivos utilízanse como simples dispositivos *push-to-pull* nas probas mecánicas in situ. Tipicamente, un soporte de nanoindentación utilízase para aplicar unha forza compresora (*push*) no sitio de indentación. Usando unha xeometría de brazos, esta forza compresora tradúcese nunha forza tensional (*pull*) sobre un par de almofadiñas tensionais ás cales está unida a mostra. Así, unha compresión aplicada sobre o exterior do SMEM tradúcese nunha tensión no espazo central onde está localizada a mostra. Cómpre sinalar que a curva de forza-desprazamento resultante necesita ser corrixida realizando o mesmo test nun SMEM baleiro sen a mostra para ter en conta a rixidez do SMEM baleiro. As dimensións e rixidez do SMEM poden ser modificadas para realizar tests tensionais sobre mostras de diferentes tamaños con diferentes cargas. Para suavizar o proceso de activación, os SMEMs activos foron desenvolvidos con activadores e sensores integrados. Estes dispositivos traballan aplicando un estrés usando a corrente eléctrica e medindo a tensión usando as variacións de capacitancia. Os SMEMs activados electrostaticamente foron tamén desenvolvidos para adaptarse a forzas aplicadas moi baixas no rango de 1-100&nbsp;nN.

Gran parte das investigacións actuais céntranse no desenvolvemento de soportes de mostras que poden realizar tests mecánicos mentres crean un estímulo ambiental como un cambio de temperatura, velocidades de deformación variables e diferentes ambientes gasosos. Ademais, a aparición dos detectores de alta resolución está permitindo monitorizar o movemento de dislocación e as interaccións con outros defectos e superando os límites das medidas de tensión subnanométricas. As medidas feitas con MET mecánico in situ están rutineiramente acopladas con outras medidas feitas con MET estándar como EELS e XEDS para chegar a unha comprensión da estrutura e propiedades da mostra.

### MET de aberración corrixida 
Os METs modernos para a investigación poden incluír correctores de aberracións, ou pola instalación dun *blanker* de feixe ultrarrápido (que acende e apaga o feixe). Este método denomínase microscopia electrónica de transmisión ultrarrápida cando se utiliza iluminación de bomba-sonda estroboscópica: fórmase unha imaxe pola acumulación de moitos pulsos de electróns ultracurtos (tipicamente de centos de femtosegundos) cun tempo de atraso fixado entre a chegada do pulso de electróns e a excitación da mostra. Por outra parte, o uso dunha secuencia única ou curta de pulsos de electróns cun suficiente número de electróns para formar unha imaxe a partir de cada pulso denomínase microscopia electrónica de transmisión dinámica. No MET ultrarrápido é posible unha resolución temporal por debaixo de centos de femtosegundos e unha resolución espacial comparable á dispoñible cunha fonte de emisión de campo de Schottky, pero a técnica só pode obter imaxes de procesos reversibles que poden desencadearse de forma reproducible millóns de veces. O MET dinámico pode resolver procesos irreversibles por debaixo de decenas de nanosegundos e decenas de nanómetros.

A técnica foi iniciada a principios da década de 2000 en Alemaña nos laboratorios da (Universidade Técnica de Berlín
e o Laboratorio Nacional Lawrence Livermore

). O MET ultrarrápido e o MET dinámico fixeron posible a investigación en tempo real de numerosos fenómenos físicos e químicos a nanoescala.

Unha variante interesante da técnica de microscopia electrónica de transmisión ultrarrápida é a microscopia electrónica de campo próximo inducido por fotóns (PINEM, do inglés *Photon-Induced Near-field Electron Microscopy*). Esta última está baseada no acoplamento inelástico entre os electróns e os fotóns en presenza dunha superficie ou unha nanoestrutura. Este método permite investigar campos electromagnéticos a nanoescala que varían no tempo nun microsocopio electrónico, así como darlle forma dinamicamente ás propiedades de onda do feixe de electróns.

## Limitacións 
Existen varios inconvenientes da técnica do MET. Moitos materiais necesitan unha ampla preparación da mostra para producir unha mostra suficientemente fina como para ser transparente aos electróns, o cal fai que a análise deste tipo de microscopia sexa un proceso que require relativamente bastante tempo cun baixo rendemento das mostras. A estrutura da mostra pode tamén cambiarse durante o proceso de preparación. Ademais o campo de visión é relativamente pequeno, polo que existe a posibilidade de que a rexión analizada pode non ser característica de toda a mostra. Ademais, o feixe de electróns pode danar a mostra, especialmente no caso de materiais biolóxicos.

### Límites de resolución 
[miniatura|upright=1.15|Evolución da resolución espacial conseguida con microscopios [microscopio óptico|óptico, electrónico de transmisión (MET ou TEM) e electrónico de aberración corrixida (METAC ou ACTEM).]]
O límite de resolución que se pode obter nun MET pode describirse de varias maneiras, e adoita denominarse límite de información do microscopio. Un valor utilizado comunmente  é un valor de corte ou de límite da función de transferencia de contraste, unha función que se adoita citar no dominio de frecuencia para definir a reprodución das frecuencias espaciais de obxectos no plano do obxecto pola óptica do microscopio. Unha frecuencia de corte, *q*max, para a función de transferencia pode aproximarse coa seguinte ecuación, onde Cs é o coeficiente de aberración esférica e λ é a lonxitude de onda do electrón: un valor de corte teórico podería ser 1/*q*max = 42&nbsp;pm. que pode á súa vez ser afinada axustando o valor focal da lente obxectivo. Esta natureza oscilatoria implica que algunhas frecuencias espaciais son reproducidas fielmente na imaxe polo microscopio, mentres que outras son suprimidas. Ao combinar múltiples imaxes con diferentes frecuencias espaciais, o uso de técnicas como a reconstrución de series focais pode utilizarse para mellorar a resolución do MET de maneira limitada. e obter unha resolución por debaixo dos 0,5 ángstroms (50 pm) a aumentos por riba de 50&nbsp;millóns. A mellora da resolución permite obter imaxes de átomos lixeiros que dispersan os electróns menos eficientemente, como os átomos de litio en materiais de batería de litio. A capacidade de determinar a posición de átomos e materiais converteu o METAR (ou HRTEM) nunha ferramenta indispensable para a investigación en nanotecnoloxía e o desenvolvemento en moitos campos, incluíndo a catálise heteroxénea e o desenvolvemento de dispositivos semicondutores para electrónica e fotónica.

## Notas 
## Véxase tamén 
### Outros artigos 
*Microscopio electrónico
*Microscopio crioelectrónico
*Espectroscopia de perda de enerxía dos electróns (EELS)
*Microsocpia electrónica de transmisión de enerxía filtrada (EFTEM)
*Microscopia electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM)
*Microscopia electrónica de baixa voltaxe (LVEM)
*Microscopia electrónica confocal de varrido

### Ligazóns externas 
*The National Center for Electron Microscopy, Berkeley, California, EUA 
*The National Center for Macromolecular Imaging, Houston, Texas, EUA
*The National Resource for Automated Molecular Microscopy, Nova York, EUA 
*Cursos tutoriais sobre microscopia electrónica de transmisión
*Cambridge University Teaching and Learning Package on TEM
*Curso on line sobre *Transmission Electron Microscopy and Crystalline Imperfections* Eric Stach (2008).
* Simulador de microscopio electrónico de transmisión (Ferramenta de ensino).
* Animacións e explicacións de varios tipos de microscopios, incluíndo os microscopios electrónicos (Université Paris Sud)