Skanning av tunnelmikroskop (STM), type mikroskop hvis operasjonsprinsipp er basert på det kvantemekaniske fenomenet som kalles tunneling, der de bølgelignende egenskapene til elektronene lar dem "tunnle" utover overflaten til et fast stoff til områder i rommet som er forbudt for dem under reglene av klassisk fysikk. Sannsynligheten for å finne slike tunneleringselektroner avtar eksponentielt etter hvert som avstanden fra overflaten øker. STM benytter seg av denne ekstreme følsomheten for avstand. Den skarpe spissen av en volframnål er plassert noen få angstrømmer fra prøveoverflaten. En liten spenning påføres mellom sondespissen og overflaten, noe som får elektroner til å tunnelere over gapet. Når sonden blir skannet over overflaten, registrerer den variasjoner i tunnelstrømmen, og denne informasjonen kan behandles for å gi et topografisk bilde av overflaten.
STM dukket opp i 1981, da sveitsiske fysikere Gerd Binnig og Heinrich Rohrer siktet ut for å bygge et verktøy for å studere den lokale konduktiviteten til overflater. Binnig og Rohrer valgte overflaten av gull for sitt første bilde. Da bildet ble vist på skjermen til en TV-skjerm, så de rader med atomer med nøyaktig avstand og observerte brede terrasser atskilt med trinn ett atom i høyden. Binnig og Rohrer hadde i STM oppdaget en enkel metode for å lage et direkte bilde av overflatenes atomstruktur. Oppdagelsen deres åpnet en ny epoke for overflatevitenskap, og deres imponerende prestasjon ble anerkjent med tildelingen av Nobelprisen for fysikk i 1986.
