扫描隧道显微镜scanning tunneling microscope,STM

根据量子力学的隧道效应，利用电极间距变化形成的势垒改变与隧道电流之间的关系而设计的显微装置。它可在原子尺度下观察和研究物体表面微观结构和电子态。粒子在运动中遇到势垒能量大于粒子自身的势垒时，粒子仍有一定的机率贯穿势垒。形象地说，即运动粒子自身能量不足以越过“势垒山”，而从“势垒山”下的“隧道”中穿过，这就是隧道效应。1981年IBM公司苏黎世实验室工作的宾宁(G. Bining)，罗勒(H.Rohrer)等人发明了STM。随着STM在实验和理论方面得到迅速发展，推动了多种学科的进步，宾宁和罗勒曾获1986年诺贝尔物理学奖。STM在微电子工业、表面微加工、电化学、催化、分子生物学等领域中有着广泛的应用前景，在生物学研究中STM成了极其重要的新工具。它可以在接近生物体保持正常形态及功能的自然环境中，对生物体的分子结构进行观察和研究。自1986年以来，应用STM曾获得DNA图像、大气环境下DNA戊糖链的双螺旋图像、DNA碱基对结构的图像以及DNA辫状三链结构等。