Im Rahmen einer Neubesetzung der Physikprofessur mit Prof. Michael Lehmann und seinem Forschungsgebiet "Elektronenholographie" konnte ein speziell dafür entwickeltes Transmissionselektronenmikroskop beschafft werden. Für dieses wurde ein störungsarmer Standort akriebisch gesucht und schließlich auch gefunden.

Im Jahr 2009 wurde auf dem Nordgelände des Charlottenburger TU-Campus auf der grünen Wiese das TEM-Gebäude gebaut. Es ist ein speziell konstruiertes Gebäude, das besonders störungsarm von mechanischen und anderen Störungen entkoppelt wurde. Dieses Gebäude steht auf etlichen Säulen, die tief in der Erde fundiert sind. Das Innere des Gebäudes - der Gerätetrakt - ist abgekoppelt vom umliegenden Gebäudebereich, in dem sich Büros und Labore befinden.

Im Jahr 2010 wurde es fertig gestellt und die ZELMI konnte mit einem Rasterelektronenmikroskop und einem Transmissionselektronenmikroskop dort einziehen. Das Elektronenholographie-Transmissionselektronenmikroskop und die Focused Ion Beam folgten.

Im Jahr 2021 wurde ein neues Transmissionselektronenmikroskop im Rahmen von Exellenzclustern beschafft, das ebenfalls in dieses Gebäude einziehen konnte.