2018年，來自康奈爾大學的研究人員建造了一個極高功率的探測器，該探測器使用一種稱為ptychography的算法驅動過程，將目前最先進的電子顯微鏡的分辨率提高了兩倍。在這個過程中，這一突破創造了分辨率紀錄，但那時候的機器只對只有幾個原子厚的超薄樣品起作用。

由康奈爾大學的一些相同研究人員領導的一個新團隊研發了一種新的電子顯微鏡像素陣列檢測器（EMPAD），使用更精細的三維重建算法將他們2018年的記錄提高了2倍。該項目的研究人員說，分辨率是如此精細，唯一剩下的模糊是來自樣品本身的原子的熱抖動。該研究團隊由大衛·穆勒領導，他說新的顯微鏡不只是創造了一個新的記錄；它定義了一個新的邊界，它實際上將成為顯微鏡分辨率的一個終極極限。

穆勒還說，這項發展為科學家們長期以來想測量的事情開闢了新的可能性。這一突破解決了一個長期存在的問題，即解除了光束在樣品中的多重散射，這是科學家漢斯·貝特在1928年定義的概念，過去一直阻礙著科學家解決這一問題。

斑點成像技術利用重疊的散射圖案掃描材料樣品，並尋找重疊區域的變化。穆勒說，科學家們正在追逐斑點圖案，這些圖案看起來很像貓咪喜歡攻擊的激光筆圖案。科學家希望看到圖案的變化，並能計算出引起該圖案的物體的形狀。

探測器略微失焦，光束很寬，以盡可能捕捉最廣泛的數據。該團隊開發的複雜算法重建了圖案，形成了一個極其精確的圖像，精度達到一皮米。