Taramalı tünelleme mikroskobu (STM), geleneksel optik mikroskoplar gibi yansıtıcı ışığı kullanmak yerine, yüzeyi görüntülemek için bir numune ile prob ucu arasında kuantum tünel kullanan yenilikçi bir mikroskop türüdür. Bir STM tarafından elde edilen çözünürlük, 0.1 nm yanal çözünürlük ve 0.01 nm derinlik çözünürlük kadar yüksek olabilir. Bu, en iyi elektron mikroskobu kullanılarak elde edilebilecek çözünürlüklerden birkaç kat daha yüksektir.
Bir STM çeşitli ortamlarda çalışabilir: ultra yüksek vakumun yanı sıra, su, hava vb. İle doymuş ortamlarda da çalışır. Bu, mikroskobu çok esnek kılar. Bununla birlikte, yüzey çok temiz ve STM ucu çok keskin olmalı ve görüntüleme için pratik zorluklara neden olmalıdır. STM, 1981 yılında Gerd Binnig ve Heinrich Rohrer tarafından geliştirilmiştir. 1986 yılında, STM'lerdeki çalışmaları için Nobel Fizik Ödülü kazandı.
Bir STM ucu o kadar keskin ki sadece bir atomdan oluşuyor. Uç “donuk” olduğunda ve bir yerine iki atomdan oluştuğunda, bu daha bulanık görüntülere yol açar. Yeterince keskin uçlar oluşturma zorluğu araştırmacıları karbon nanotüplerin STM uçları olarak kullanımını çok zor ve üretmeleri kolay olduğu için keşfetmeye yönlendirmiştir. Ucu bazen "stylus" olarak adlandırılır ve platin-iridyum kombinasyonu en yaygın olarak kullanılan uç malzemeleri arasındadır.
Diğer birçok mikroskopta olduğu gibi, kullanışlı bir STM oluşturmak için sıklıkla gelişmiş titreşim sönümlemesi gerekir. En eski sistemlerde, günümüzde bahar tabanlı sistemler en popüler olmasına rağmen, manyetik kaldırma şemaları kullanılmıştır. STM'ler genel bilgi sahibi olduktan kısa bir süre sonra, bir Lise öğrencisi yalnızca yaklaşık 100 ABD Doları (USD) malzeme kullanarak kaba bir tane yaratabiliyordu. Görüntüleme ekranı olarak osiloskop kullanılmıştır.
Bir STM'nin ucu, bir elektrik alanına yanıt olarak küçük ama çok öngörülebilir bir şekilde bükülen bir "piezo" veya piezoelektrik kristal tarafından yönlendirilir. Bir STM'de, uç hareketi tamamen bilgisayar kontrollüdür.
