掃描隧道顯微鏡 Scanning Tunneling Microscope 縮寫為STM。它作為一種掃描探針顯微術(shù)工具,掃描隧道顯微鏡可以讓科學(xué)家觀察和定位單個(gè)原子,它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的分辨率。
此外,掃描隧道顯微鏡在低溫下(4K)可以利用探針操縱原子,因此它在納米科技既是重要的測量工具又是加工工具。
STM使人類次能夠?qū)崟r(shí)地觀察單個(gè)原子在物質(zhì)表面的排列狀態(tài)和與表面電子行為有關(guān)的物化性質(zhì),在表面科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域的研究中有著重大的意義和廣泛的應(yīng)用前景,被國際科學(xué)界公認(rèn)為20世紀(jì)80年代世界十大科技成就之一。
當(dāng)原子尺度的針尖在不到一個(gè)納米的高度上掃描樣品時(shí),此處電子云重疊,外加一電壓(2mV~2V),針尖與樣品之間產(chǎn)生隧道效應(yīng)而有電子逸出,形成隧道電流。電流強(qiáng)度和針尖與樣品間的距離有函數(shù)關(guān)系,當(dāng)探針沿物質(zhì)表面按給定高度掃描時(shí),因樣品表面原子凹凸不平,使探針與物質(zhì)表面間的距離不斷發(fā)生改變,從而引起電流不斷發(fā)生改變。將電流的這種改變圖像化即可顯示出原子水平的凹凸形態(tài)。