HRTEM on tehokas työkalu materiaalien ominaisuuksien tutkimiseen atomiasteikolla, kuten puolijohteiden, metallien, nanopartikkeleiden ja sp2-sitoutuneiden hiilidioksidien (esim. grafeenin, C-nanoputkien) ominaisuuksien tutkimiseen. Vaikka HRTEM-tekniikkaa käytetään usein myös korkean resoluution skannaus-TEM:ään (STEM, useimmiten korkean kulman vuotuisessa pimeässä kentässä), tässä artikkelissa kuvataan pääasiassa kohteen kuvantamista tallentamalla 2D-aallon amplitudin jakautuminen tasossa, analogisesti "klassiseen" valomikroskooppiin.
Korkean resoluution säteilyelektromikroskooppi