Увод у скенирајући тунелски електронски микроскоп
Скенирајући тунелски електронски микроскоп (СТМ) је врста инструмента који користи ефекат тунела у квантној теорији да испита структуру површине материје, користећи квантни тунелски ефекат електрона између атома за претварање распореда атома на површини материје у информације о слици.
Увод
Трансмисиона електронска микроскопија је корисна у посматрању укупне структуре супстанце, али је теже анализирати структуру површине. То је зато што се трансмисиона електронска микроскопија састоји од електричне енергије високе енергије која пролази кроз узорак да би се добила информација, која одражава интерне информације супстанце узорка. Иако скенирајућа електронска микроскопија (СЕМ) може открити одређене површинске услове, такозвана "површина" анализирана је увек на одређеној дубини јер упадни електрони увек имају одређену количину енергије и продиру у унутрашњост узорка, а брзина плетења такође је веома ограничен. Емисиона електронска микроскопија поља (ФЕМ) и ионска микроскопија поља (ФИМ) могу се добро користити за проучавање површине, али узорци морају бити посебно припремљени и могу се ставити само на врх веома фине игле, а узорци морају бити способан да издржи високо електрично поље, што ограничава обим његове примене.
Скенирајућа тунелска електронска микроскопија (СТМ) ради на потпуно другачијем принципу. Он не добија информације о материјалу узорка дејством електронског зрака на узорак (нпр. трансмисиони и скенирајући електронски микроскоп), нити проучава материјал узорка тако што га слика кроз формирање емитоване струје (нпр. електрон који емитује поље микроскопи) помоћу високог електричног поља које даје електронима у узорку више енергије од рада одвајања, али сондирањем тунелске струје на површини узорка, која се може користити за снимање површине. То је откривањем тунелске струје на површини узорка за слику, како би се проучавала површина узорка.
Принцип
Скенирајући тунелски микроскоп је нова врста микроскопа који може да разликује морфологију површине чврсте супстанце детекцијом тунелских струја електрона у атомима на површини чврсте материје према принципу тунелског ефекта у квантној механици.
Због тунелског ефекта електрона, електрони у металу нису потпуно ограничени унутар површинске границе, тј. густина електрона не пада нагло на нулу на граници површине, већ експоненцијално опада изван површине; дужина распада је око 1 нм, што је мера бекства електрона из површинске потенцијалне баријере. Ако су два метала близу један другом, њихови електронски облаци могу се преклапати; ако се између два метала примени мали напон, онда се између њих може приметити струја (која се зове тунелска струја).
