透射电子显微镜（Transmission Electron Microscope, 简称TEM），是一种把经加速和聚集的电子束透射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度等相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像在放大、聚焦后在成像器件（如荧光屏，胶片以及感光耦合组件）上显示出来的显微镜。
由电子枪发射出来的电子束，在真空通道中沿着镜体光轴穿越聚光镜，通过聚光镜将之会聚成一束尖细、明亮而又均匀的光斑，照射在样品室内的样品上；透过样品后的电子束携带有样品内部的结构信息，样品内致密处透过的电子量少，稀疏处透过的电子量多；经过物镜的会聚调焦和初级放大后，电子束进入下级的中间透镜和第1、第2投影镜进行综合放大成像，最终被放大的电子影像投射在观察室内的荧光屏板上；荧光屏将电子影像转化为可见光影像以供使用者观察。
透射电子显微镜的成像原理可分为三种情况：
吸收像：当电子射到质量、密度大的样品时，主要的成相作用是散射作用。样品上质量厚度大的地方对电子的散射角大，通过的电子较少，像的亮度较暗。早期的透射电子显微镜都是基于这种原理。 （a）典型单层Fen(bim)2n单晶的低倍透射电子显微镜(TEM)图像。（b）典型几层Fen(bim)2n单晶的低倍TEM图像。（c）典型单层FFen(bim)2n单晶的高分辨率原子力显微镜(HRAFM)图像。（d）典型几层Fen(bim)2n单晶的低温HRTEM图像。 为了检测SCA-CVD生长的Fen(bim)2n薄片的晶体质量和结构，作者进行了TEM、选区电子衍射(SAED)和HRAFM表征。单层和少数层Fen(bim)2n薄片呈现典型的矩形形状，具有干净和均匀的表面，这与光学显微镜获得的观察结果一致。沿着[001]轴收集，这些薄片的SAED图显示出清晰的布拉格衍射信号和仅一组准四重对称衍射斑点，表明单层和少数层Fen(bim)2n薄片都是具有高结晶度的单晶。通过在整个薄片的不同位置收集SAED图，矩形形状的单个Fen(bim)2n薄片被进一步确认为单晶。在几层Fen(bim)2n薄片中显示出规则的周期性晶格结构，几乎没有观察到点缺陷和空隙，这进一步证实了Fen(bim)2n薄片的高结晶度。此外，作者用HRAFM研究了单层Fen(bim)2n的原子结构，在单层中清楚地观察到互连成内角约为90°的周期性排列网络的矩形Fen(bim)2n单元。测得a和b的晶格常数分别为8.3和8.4Å，这与晶体学数据很好地匹配，表明生长的单层Fen(bim)2n的质量良好。
