Memindai Aplikasi Mikroskop Elektron Tunneling
Prinsip mikroskop penerowongan adalah memanfaatkan efek penerowongan dan arus penerowongan secara cerdas dalam fisika. Terdapat sejumlah besar elektron "bebas" dalam badan logam, elektron "bebas" dalam badan logam distribusi energinya terkonsentrasi di sekitar tingkat energi Fermi, sedangkan pada batas logam terdapat energi yang lebih tinggi daripada tingkat energi Fermi dari penghalang potensial. Oleh karena itu, dari sudut pandang fisika klasik, elektron "bebas" di dalam logam, hanya energi yang lebih tinggi dari batas potensial penghalang elektron tersebut yang dapat keluar dari logam ke luar. Namun, menurut mekanika kuantum, elektron bebas dalam logam juga memiliki volatilitas, dan ketika gelombang elektron ini merambat menuju batas logam dan bertemu dengan penghalang potensial permukaan, akan terjadi transmisi. Artinya, akan ada sebagian energi di bawah penghalang potensial permukaan elektron yang dapat menembus penghalang permukaan logam, membentuk "awan elektron" di permukaan logam. Efek ini disebut efek terowongan. Oleh karena itu, ketika dua logam berada sangat berdekatan (di bawah beberapa nanometer), awan elektron kedua logam tersebut akan saling menembus. Ketika tegangan yang sesuai ditambahkan, meskipun kedua logam tidak benar-benar bersentuhan, akan ada arus yang mengalir dari satu logam ke logam lainnya, yang disebut arus terowongan.
Arus terowongan dan resistansi terowongan dengan celah terowongan sangat sensitif terhadap perubahan celah terowongan, meskipun hanya perubahan 0.01nm, juga dapat menyebabkan perubahan arus terowongan yang signifikan.
Jika probe sangat tajam (seperti jarum tungsten) pada jarak dari permukaan halus sampel beberapa persepuluh nanometer tinggi sejajar dengan permukaan dalam pemindaian arah x, y, karena setiap atom memiliki ukuran tertentu, dan dengan demikian dalam proses pemindaian celah terowongan akan berbeda dan berbeda dengan x, y, arus terowongan yang mengalir melalui probe juga berbeda. Bahkan perubahan ketinggian beberapa persen nanometer dapat tercermin dalam arus terowongan. Penggunaan probe pemindaian dengan perekam yang disinkronkan, perubahan arus terowongan akan direkam, Anda bisa mendapatkan resolusi beberapa nanometer dari gambar mikroskop elektron terowongan pemindaian.
