掃描隧道顯微鏡的英文縮寫是STM。這是20世紀80年代初期出現(xiàn)的一種新型表面分析工具。其基本原理是基于量子力學的隧道效應和三維掃描。它是用一個極細的尖針，針尖頭部為單個原子去接近樣品表面，當針尖和樣品表面靠得很近，即小于1納米時，針尖頭部的原子和樣品表面原子的電子云發(fā)生重疊。此時若在針尖和樣品之間加上一個偏壓，電子便會穿過針尖和樣品之間的勢壘而形成納安級10A的隧道電流。通過控制針尖與樣品表面間距的恒定，并使針尖沿表面進行精確的三維移動，就可將表面形貌和表面電子態(tài)等有關表面信息記錄下來。掃描隧道顯微鏡具有很高的空間分辨率，橫向可達0.1納米，縱向可優(yōu)于0.01納米。

     它主要用來描繪表面三維的原子結構圖，在納米尺度上研究物質的特性，利用掃描隧道顯微鏡還可以實現(xiàn)對表面的納米加工，如直接操縱原子或分子，完成對表面的刻蝕、修飾以及直接書寫等。目前掃描隧道顯微鏡取得了一系列新進展，出現(xiàn)了原子力顯微鏡AFM、彈道電子發(fā)射顯微鏡BEEM、光子掃描隧道顯微鏡PSTM，以及掃描近場光學顯微鏡SNOM等。