STEM（掃描透射電子顯微鏡）的工作原理可以概括如下：
電子束聚焦：使用場發射電子槍產生的電子束經過聚光系統後，被聚焦成原子尺度的電子束斑，作為高度聚焦的電子探針。
逐點掃描：在掃描線圈的控制下，電子束對樣品進行逐點光柵掃描。
信號收集：在樣品下方安裝的環形探測器同步接收穿過樣品或被散射的電子。這些電子信號依據散射角度進行收集、信號轉換與成像。
成像：通過控制電子束的位置來掃描樣品表面，對於每個位置，透射電子通過樣品並被探測器捕捉，形成一個像素點的信號。這些信號被轉化為圖像，通過收集大量這樣的圖像，可以構建出整個樣品的圖像。
分析：STEM收集到的透射電子信號不僅能夠提供關於樣品的原子尺度結構、元素分布以及晶體學信息，還可以用於觀察較厚的試樣和低襯度的試樣，實現微區衍射，以及進行高分辨分析和生物大分子分析。
STEM與傳統的透射電子顯微鏡（TEM）的主要區別在於STEM使用高度聚焦的電子束進行逐點掃描，而TEM使用平行電子束照射整個樣品表面。這種差異使得STEM在成像和分析方面具有更高的靈活性和解析度。