俗話說“耳聽為虛，眼見為實”,。然而,，人眼的分辨率是存在極限的，一般情況下指在正常光線條件下肉眼可以分辨的近物點的距離,。通常認為在 250 mm 的距離上，分辨率為 0.2 mm,。為了能夠更好地探索微觀世界奧秘,，人們開始借助工具來實現(xiàn)這一目的。

首先出現(xiàn)的是光學(xué)顯微鏡,。早在兩千多年之前,，人們就發(fā)現(xiàn)了可以通過球狀的透明體來觀察微觀物體。直到 17 世紀(jì) 70 年代,，荷蘭的列文 · 虎克制成了單組元放大鏡式的高倍顯微鏡,，其中有 9 臺一直保存至今,。

列文·虎克和他研制的光學(xué)顯微鏡

毫無疑問，光學(xué)顯微鏡的出現(xiàn)提高了人們認識世界的微觀尺度,。隨著光學(xué)顯微鏡技術(shù)的不斷提升,，逐漸出現(xiàn)了偏光顯微術(shù)，干涉顯微術(shù)等,。然而,，光學(xué)顯微鏡的分辨率也存在極限，其分辨率主要取決于入射光的波長,，可以根據(jù)公式計算：

當(dāng)使用藍綠光作為照明源,，λ = 450 - 570 nm，此時分辨率約為 d = 250 nm,，即使使用波長更短的紫光,，其分辨率為 d = 200 nm。

隨著科技的發(fā)展,，光學(xué)顯微鏡的分辨率已經(jīng)無法滿足人們探索更加微觀物體的觀測需求,。此時，電子顯微鏡逐步在光學(xué)和力學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上建立起來,。

電子顯微鏡又可以分為透射電子顯微鏡（TEM）以及掃描電子顯微鏡（SEM）,。

透射電鏡

根據(jù)上述公式可以知道波長越短分辨率越高。1932 年 Ruska 發(fā)明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡,，電子束的波長比可見光和紫外光短,，并且電子束的波長與發(fā)射電子束的電壓平方根成反比，也就是說電壓越高波長越短,。目前 TEM 的分辨率可達 0.2 nm,。

掃描電鏡

主要是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用，使入射電子轟擊物體表面,，激發(fā)出二次電子,，俄歇電子，特征 X 射線,，連續(xù) X 射線,，背散射電子，透射電子等,。SEM 中的各類檢測器可以根據(jù)不同信息的產(chǎn)生機理得到有關(guān)物質(zhì)的微觀形貌信息,；通過采集 X 射線，可以得到物體的化學(xué)成分信息,。

對于 SEM 分辨率的定義更多的是使用邊緣化分辨率,，邊緣分辨率量化了一個理想明暗邊界的成像銳利度。邊緣分辨率用 d35%-65% 表示, 它是指信號從 35% 增加到 65% 的間距,。

飛納臺式掃描電鏡（Phenom SEM）新發(fā)布的臺式場發(fā)射掃描電鏡的分辨率可以達到 2.5 nm,。毫無疑問 Phenom 是人們探索微觀世界的又一利器,。