Un microscop cu tunel de scanare (STM) este un tip inovator de microscop care, în loc să folosească lumina reflectorizante precum microscoapele optice convenționale, folosește tunelul cuantic între o probă și vârful sondei pentru a vizualiza suprafața. Rezoluțiile obținute de un STM pot fi până la o rezoluție laterală de 0.1 nm și o rezoluție de adâncime de 0.01 nm. Aceasta este de câteva ori mai mare decât rezoluțiile atinse folosind cele mai bune microscoape electronice.
Un STM poate funcționa într-o varietate de medii: pe lângă vid ultra-înalt, funcționează și în medii saturate cu apă, aer etc. Acest lucru face microscopul foarte flexibil. Cu toate acestea, suprafața trebuie să fie foarte curată, iar vârful STM foarte ascuțit, provocând provocări practice în imagistica. STM-ul a fost dezvoltat de Gerd Binnig și Heinrich Rohrer în 1981. În 1986, aceștia au câștigat un Premiu Nobel pentru Fizică pentru munca lor asupra STM-urilor.
Un vârf STM este atât de ascuțit încât este format dintr-un singur atom. Când vârful este „plictisitor” și este format din doi atomi mai degrabă decât unul, acest lucru duce la imagini mai neclare. Provocarea de a crea vârfuri suficient de ascuțite i-a determinat pe cercetători să exploreze utilizarea nanotuburilor de carbon ca vârfuri STM, deoarece acestea sunt foarte rigide și ușor de produs. Vârful este uneori numit „stylus”, iar o combinație de platină-iridiu este printre cele mai utilizate materiale de vârf.
Ca multe alte microscoape, amortizarea avansată a vibrațiilor este adesea necesară pentru a crea un STM util. În cele mai vechi sisteme, s-au folosit scheme de levitație magnetică, deși astăzi sistemele bazate pe arc sunt cele mai populare. La scurt timp după ce STM-urile au devenit cunoscute, un elev de liceu a reușit să creeze unul brut folosind doar aproximativ 100 de dolari SUA (USD) de materiale. Un osciloscop a fost folosit ca ecran pentru imagini.
Vârful unui STM este ghidat de un „piezo” sau cristal piezoelectric, care se îndoaie într-un mod mic, dar foarte previzibil, ca răspuns la un câmp electric. Într-un STM, mișcarea vârfului este complet controlată de computer.