透射電鏡的歷史

　　恩斯特·阿貝最開始指出，對物體細節的分辨率受到用于成像的光波波長的限制，因此使用光學顯微鏡僅能對微米級的結構進行放大觀察。通過使用由奧古斯特·柯勒和莫里茨·馮·羅爾研制的紫外光顯微鏡，可以將極限分辨率提升約一倍。然而，由于常用的玻璃會吸收紫外線，這種方法需要更昂貴的石英光學元件。當時人們認為由于光學波長的限制，無法得到亞微米分辨率的圖像。

　　1858年，尤利烏斯·普呂克認識到可以通過使用磁場來使陰極射線彎曲。這個效應早在1897年就由曾經被費迪南德·布勞恩用來制造一種被稱為陰極射線示波器的測量設備，而實際上早在1891年，里克就認識到使用磁場可以使陰極射線聚焦。后來，漢斯·布斯在1926年發表了他的工作，證明了制鏡者方程在適當的條件下可以用于電子射線。

　　1928年，柏林科技大學的高電壓技術教授阿道夫·馬蒂亞斯讓馬克斯·克諾爾來領導一個研究小組來改進陰極射線示波器。這個研究小組由幾個博士生組成，這些博士生包括恩斯特·魯斯卡和博多·馮·博里斯。這組研究人員考慮了透鏡設計和示波器的列排列，試圖通過這種方式來找到更好的示波器設計方案，同時研制可以用于產生低放大倍數（接近1:1）的電子光學原件。1931年，這個研究組成功的產生了在陽極光圈上放置的網格的電子放大圖像。這個設備使用了兩個磁透鏡來達到更高的放大倍數，因此被稱為第一臺電子顯微鏡。在同一年，西門子公司的研究室主任萊因霍爾德·盧登堡提出了電子顯微鏡的靜電透鏡的ZL。

　　分辨率改進

　　1927年，徳布羅意發表的論文中揭示了電子這種本認為是帶有電荷的物質粒子的波動特性。TEM研究組直到1932年才知道了這篇論文，隨后，他們迅速的意識到了電子波的波長比光波波長小了若干數量級，理論上允許人們觀察原子尺度的物質。1932年四月，魯斯卡建議建造一種新的電子顯微鏡以直接觀察插入顯微鏡的樣品，而不是觀察格點或者光圈的像。通過這個設備，人們成功的得到了鋁片的衍射圖像和正常圖像，然而，其超過了光學顯微鏡的分辨率的特點仍然沒有得到完全的證明。直到1933年，通過對棉纖維成像，才正式的證明了TEM的高分辨率。然而由于電子束會損害棉纖維，成像速度需要非常快。

　　1936年，西門子公司繼續對電子顯微鏡進行研究，他們的研究目的使改進TEM的成像效果，尤其是對生物樣品的成像。此時，電子顯微鏡已經由不同的研究組制造出來，如英國國家物理實驗室制造的EM1設備。1939年，第一臺商用的電子顯微鏡安裝在了I. G Farben-Werke的物理系。由于西門子公司建立的新實驗室在第二次世界大戰中的一次空襲中被摧毀，同時兩名研究人員喪生，電子顯微鏡的進一步研究工作被極大的阻礙。

　　進一步研究

　　第二次世界大戰之后，魯斯卡在西門子公司繼續他的研究工作。在這里，他繼續研究電子顯微鏡，生產了第一臺能夠放大十萬倍的顯微鏡。這臺顯微鏡的基本設計仍然在今天的現代顯微鏡中使用。第一次關于電子顯微鏡的國際會議于1942年在代爾夫特舉行，參加者超過100人。隨后的會議包括1950年的巴黎會議和1954年的倫敦會議。

　　隨著TEM的發展，相應的掃描透射電子顯微鏡技術被重新研究，而在1970年芝加哥大學的阿爾伯特·克魯發明了場發射槍，同時添加了高質量的物鏡從而發明了現代的掃描透射電子顯微鏡。這種設計可以通過環形暗場成像技術來對原子成像。克魯和他的同事發明了冷場電子發射源，同時建造了一臺能夠對很薄的碳襯底之上的重原子進行觀察的掃描透射電子顯微鏡。