scanning tunneling microscope (STM) bruges i vid udstrækning i både industriel og grundlæggende forskning for at opnå atomskala billeder af metaloverflader. Det giver en tredimensionel profil af overfladen, som er meget nyttig til at karakterisere overfladeruhed, observere overfladefejl og bestemme størrelsen og konformationen af molekyler og aggregater på overfladen. Eksempler på Avanceret forskning ved hjælp af STM leveres af aktuelle undersøgelser i Electron Physics Group på NIST og hos IBM Laboratories. Flere andre nyligt udviklede scanningsmikroskopier bruger også scanningsteknologien udviklet til STM.elektronskyen forbundet med metalatomer på en overflade strækker sig en meget lille afstand over overfladen. Når en meget skarp spids-i praksis en nål, der er blevet behandlet, så et enkelt atom rager ud fra sin ende-bringes tilstrækkeligt tæt på en sådan overflade, er der en stærk interaktion mellem elektronskyen på overfladen og spidsatomets, og en elektrisk tunnelstrøm strømmer, når der påføres en lille spænding. Ved en adskillelse af nogle få atomdiametre øges tunnelstrømmen hurtigt, når afstanden mellem spidsen og overfladen falder. Denne hurtige ændring af tunnelstrøm med afstand resulterer i atomopløsning, hvis spidsen scannes over overfladen for at producere et billede.Russell D. Young fra National Bureau of Standards var den første person, der kombinerede detekteringen af denne tunnelstrøm med en scanningsenhed for at få information om arten af metaloverflader. Instrumentet, som han udviklede mellem 1965 og 1971, Topografiner, ændrede adskillelsen mellem spidsen og overfladen (Å), så tunnelstrømmen (eller ved konstant strøm, tunnelspændingen) forblev konstant, da spidsen blev scannet over overfladen. Koordinaterne for spidsen blev registreret. (For detaljer om design og drift af topografer, se referencerne i bibliografien.) Det samme princip blev senere brugt i scanningstunnelmikroskopet. Den resterende hindring for udviklingen af dette instrument var behovet for mere passende vibrationsisolering for at muliggøre stabil placering af spidsen over overfladen. Dette vanskelige problem inden for mekanisk design blev overvundet gennem Gerd Binnig og Heinrich Rohrer, IBM Research Laboratory, der i 1986 delte i Nobelprisen i fysik for deres opdagelse af atomopløsning i scanning af tunnelmikroskopi. I deres meddelelse om prisen anerkendte Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi de banebrydende studier af Russell Young.
bibliografi
R. D. Young, Rev. Sci. Instrum. 37, 275 (1966). R. D. Young, Fysik I Dag 24, 42 (Nov. 1971). R. Young, J. afdeling og F. Scire, Phys. Pastor Lett. 27, 922 (1971). R. Young, J. afdeling, og F. Scire, Rev. Sci. Instrum. 43, 999 (1972).