Prístroj na skenovanie tunelového mikroskopu

Skenovací tunelový mikroskop (STM)typ mikroskopu, ktorého princíp činnosti je založený na kvantovom mechanickom fenoméne známom ako tunelovanie, pri ktorom vlnové vlastnosti elektrónov im umožňujú „tunelovať“ za povrchom pevnej látky do oblastí vesmíru, ktoré im podľa pravidiel sú zakázané klasickej fyziky. Pravdepodobnosť nájdenia takýchto tunelovacích elektrónov klesá exponenciálne so zvyšujúcou sa vzdialenosťou od povrchu. STM využíva túto extrémnu citlivosť na vzdialenosť. Ostrý hrot volfrámovej ihly je umiestnený niekoľko angstrômov od povrchu vzorky. Medzi hrot sondy a povrch je privedené malé napätie, čo spôsobuje, že elektróny tunela cez medzeru. Keď je sonda skenovaná po povrchu, registruje zmeny v tunelovom prúde a tieto informácie môžu byť spracované, aby poskytli topografický obraz povrchu.

STM sa objavil v roku 1981, keď švajčiarski fyzici Gerd Binnig a Heinrich Rohrer sa rozhodli vytvoriť nástroj na štúdium miestnej vodivosti povrchov. Binnig a Rohrer si vybrali povrch zlata pre svoj prvý obraz. Keď sa obrázok zobrazil na obrazovke televízneho monitora, uvideli rady presne rozmiestnených atómov a pozorovali široké terasy oddelené o krok výšok jedného atómu. Binnig a Rohrer objavili v STM jednoduchú metódu na vytvorenie priameho obrazu atómovej štruktúry povrchov. Ich objav otvoril novú éru pre povrchovú vedu a ich pôsobivý úspech bol ocenený udelením Nobelovej ceny za fyziku v roku 1986.