Scanning-tunnelmikroskopi
Scanning Tunneling Microscope (STM) er et instrument, der bruges til at danne billeder af overfladen på et metal eller en halvleder med så høj opløsningsevne, at det er muligt at skelne enkelte atomer. STM blev opfundet i årene omkring 1981 ved IBM i Zürich, og opfinderne Gerd Binnig og Heinrich Rohrer modtog nobelprisen i fysik for opfindelsen i 1986.
Et STM virker ved at bevæge en meget skarp metalspids langs den overflade, der undersøges. Ved at påtrykke en spændingsforskel mellem spids og overflade, skabes en lille elektrisk strøm imellem de to emner. Denne strøm afhænger kraftigt af afstanden mellem spidsen og overfladen, og ved at måle strømmen, kan afstanden bestemmes meget nøjagtigt, helt ned til 0.01 nanometer. Et STM udnytter den kvantemekaniske effekt kaldet tunnelering, der tillader de elektroner, der udgør strømmen, at tunnelere mellem spidsen og overfladen, uden at disse er i kontakt med hinanden. For at der skal løbe en tunnelstrøm, skal afstanden mellem overflade og spids være ca. 1 nanometer.
Et STM anvendes ofte i den såkaldte constant current mode. Ved denne målemetode bevæges metalspidsen hen over overfladen, og højden justeres løbende, for at holde strømmen konstant. I mange tilfælde vil justeringen af metalspidshøjden svare til topografien af overfladen, men i andre tilfælde er det mere kompliceret. F.eks. afhænger strømmen af elektroner, udover afstanden mellem metalspidsen og overfladen, også af hvilket materiale overfladen beståer af. Den målte højde for forskellige slags atomer kan således ikke altid sammenlignes direkte.
