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Mit Rasterelektronenmikroskopen (REM) kann die Oberfläche von Proben bis hinunter in den Nanometerbereich abgebildet werden. Hierzu wird ein feinfokussierter Elektronenstrahl in einem Raster über die Probenoberfläche geführt. Mehrere unterschiedliche Detektoren liefern hierbei unterschiedliche Informationen über die Probe.
Bei der Transmissionselektronenmikroskopie (TEM, auch Transmissionselektronenmikroskop) werden die zu untersuchenden Proben durchstrahlt (Transmission). Es ist somit eine direkte Abbildung der Probenstruktur möglich. Die Proben müssen ausreichend dünn sein, welches eine besondere Probenpräparation erfordert. Mit dem TEM können sehr höhe Auflösungen erzielt werden. Durch elastische Beugung der Elektronen an kristallinen Probenbereichen kann auch die Kristallstruktur bestimmt werden.
In addition to the pure image generation (imaging process), electron microscopes can also be used for answering various analytical questions due to the different interaction processes of the electron beam with the sample material. Due to the formation of characteristic X-rays in the sample, for example, it is possible to determine the elemental composition of a sample (EDX and WDX). Whereas due to the diffraction of the electron beam on crystalline structures, the crystal structure and orientation can be determined (diffraction in TEM and EBSD at the SEM). The combination of different methods can also be used in connection with modern computer programs to generate 3D models of the sample structure or even individual sample phases.
