Апликације за скенирање тунелског електронског микроскопа
Принцип тунелске микроскопије је да се паметно искористи ефекат тунела и тунелске струје у физици. У металном телу постоји велики број „слободних” електрона, ови „слободни” електрони у металном телу дистрибуције енергије су концентрисани у близини Фермијевог енергетског нивоа, док је у металној граници већа енергија од ниво Фермијеве енергије потенцијалне баријере. Стога, из перспективе класичне физике, "слободни" електрони унутар метала, само енергија виша од граничне потенцијалне баријере тих електрона може побећи из метала ка споља. Међутим, према квантној механици, слободни електрони у металу такође имају волатилност, а када се овај електронски талас шири према граници метала и наиђе на површинску потенцијалну баријеру, доћи ће до неког преноса. Односно, постојаће део енергије испод површинске потенцијалне баријере електрона који може продрети у металну површинску баријеру, формирајући "облак електрона" на површини метала. Овај ефекат се назива ефекат тунела. Стога, када су два метала веома близу један другом (испод неколико нанометара), електронски облаци два метала ће продрети један у други. Када се дода одговарајући напон, чак и ако два метала нису стварно у контакту, постојаће струја која тече од једног метала до другог, што се назива тунелска струја.
Тунелска струја и отпор тунела са тунелским зазором су веома осетљиви на промене у тунелском процепу, чак и ако се промени само 0.01нм, такође може изазвати значајне промене у тунелској струји.
Ако је веома оштра сонда (као што је волфрамова игла) на удаљености од глатке површине узорка неколико десетина нанометара висине паралелно са површином у к, и смеру скенирања, јер сваки атом има одређену величину, а самим тим у процесу скенирања тунелски јаз ће бити са к, и различитих и различитих, струја тунела која тече кроз сонду је такође различита. Чак и промена висине од неколико процената нанометра може се одразити на тунелску струју. Коришћењем сонде за скенирање са синхронизованим снимачем, биће забележене промене тунелске струје, можете добити резолуцију од неколико нанометара слике скенирајућег тунелског електронског микроскопа.
