STM的工作原理是什么？

      STM是利用量子隧道效應工作的。若以金屬針尖為一電極，被測固體樣品為另一電極，當他們之間的距離小到1nm左右時，就會出現隧道效應，電子從一個電極穿過空間勢壘到達另一電極形成電流。且其中Ub：偏置電壓；k：常數，約等于1，Φ1/2：平均功函數，S：距離。

　　從上式可知，隧道電流與針尖樣品間距S成負指數關系。對于間距的變化非常敏感。因此，當針尖在被測樣品表面做平面掃描時，即使表面僅有原子尺度的起伏，也會導致隧道電流的非常顯著的、甚至接近數量級的變化。這樣就可以通過測量電流的變化來反應表面上原子尺度的起伏，如下圖右邊所示。這就是STM的基本工作原理，這種運行模式稱為恒高模式（保持針尖高度恒定）。

　　STM還有另外一種工作模式，稱為恒流模式，如下圖左邊。此時，針尖掃描過程中，通過電子反饋回路保持隧道電流不變。為維持恒定的電流，針尖隨樣品表面的起伏上下移動，從而記錄下針尖上下運動的軌跡，即可給出樣品表面的形貌。

　　恒流模式是STM常用的工作模式，而恒高模式僅適于對表面起伏不大的樣品進行成像。當樣品表面起伏較大時，由于針尖離樣品表面非常近，采用恒高模式掃描容易造成針尖與樣品表面相撞，導致針尖與樣品表面的破壞