透射电镜高分辨成像是材料等研究领域的重要分析手段,然而高分辨像像衬度(简称像衬)与晶体结构之间的关系并不是显而易见的:像衬除了会受成像条件(如欠焦量)的影响,还随着样品厚度的变化而变化,像差校正电镜中尤其严重。所以为了解释高分辨像衬需要理解成像条件和样品厚度对像衬的影响。

  从物理过程上讲,透射电镜成像分为两个过程:电子与物质的相互作用形成出射波;出射波经过磁透镜调制生成电子显微像。电子与物质的相互作用可以用多层法精确描述,但是由于多层法公式复杂,无法将计算得到的出射波函数与样品的投影势函数一一对应起来。为了对高分辨像进行解释,前人发展了弱相位物体近似理论,在特殊的成像条件下,高分辨像和投影势图一一对应。但弱相位物体近似完全忽略样品厚度对电子的散射,所以无法解释厚度对图像衬度的影响。李方华等人将多层法相关思想和弱相位物体近似理论相结合,发展了赝弱相位物体近似理论,在准相干近似下,成功预测高分辨像中原子位置对应的衬度随厚度的变化规律,并首次观察到Li原子位置。相对于准相干近似,透射交叉系数(TCC)理论可精确描述高分辨像成像过程,包括成像过程中的线性和非线性效应。当样品变厚时,非线性效应成为影响像衬的主要因素,但目前对于非线性效应影响的研究甚少。