Taramalı tünelleme mikroskobu (STM), çalışma prensibi tünelleme olarak bilinen kuantum mekanik fenomene dayanan, elektronların dalga benzeri özelliklerinin, katıların yüzeyinin ötesinde, kurallar altında kendileri için yasak olan alan bölgelerine “tünellemelerine” izin verdiği mikroskop tipi klasik fizik. Bu tür tünelleme elektronlarını bulma olasılığı, yüzeyden mesafe arttıkça katlanarak azalır. STM mesafeye karşı bu aşırı hassasiyeti kullanır. Bir tungsten iğnesinin keskin ucu, numune yüzeyinden birkaç angstrom yerleştirilir. Prob ucu ile yüzey arasına küçük bir voltaj uygulanır ve bu da elektronların boşluk boyunca tünellenmesine neden olur. Prob yüzey üzerinde tarandıkça, tünelleme akımındaki varyasyonları kaydeder ve bu bilgi yüzeyin topografik görüntüsünü sağlamak için işlenebilir.
STM 1981'de İsviçreli fizikçiler Gerd Binnig ve Heinrich Rohrer, yüzeylerin yerel iletkenliğini incelemek için bir araç oluşturmak için yola çıktıklarında ortaya çıktı. Binnig ve Rohrer ilk görüntüleri için altın yüzeyini seçtiler. Görüntü bir televizyon monitörünün ekranında görüntülendiğinde, tam olarak aralıklı atomların satırlarını gördüler ve bir atom yüksekliğinde basamaklarla ayrılmış geniş teraslar gözlemlediler. Binnig ve Rohrer, STM'de yüzeylerin atomik yapısının doğrudan bir görüntüsünü oluşturmak için basit bir yöntem keşfettiler. Keşifleri yüzey bilimi için yeni bir dönem açtı ve etkileyici başarıları 1986'da Nobel Fizik Ödülü ile tanındı.
