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顯微探測揭示了樣品的結構。傳統的光學顯微鏡採用可見光作為探測介質，而透射電子顯微鏡、掃描穿隧顯微鏡等電子顯微鏡的探測介質是電子。因為電子顯微鏡的電子具有比可見光更短的相應波長，根據瑞利判斷的分辨率與波長成正比，因此電子顯微鏡比光學顯微鏡有更高解像度。光學顯微鏡的解析度約為 200 nm，而電子顯微鏡的解析度可低至 0.1 nm。