掃描探針顯微鏡法是什么？

掃描探針顯微鏡就是掃描隧道顯微鏡

掃描隧道顯微鏡的英文縮寫是STM。這是20世紀80年代初期出現的一種新型表面分析工具。其基本原理是基于量子力學的隧道效應和三維掃描。它是用一個極細的尖針，針尖頭部為單個原子去接近樣品表面，當針尖和樣品表面靠得很近，即小于1納米時，針尖頭部的原子和樣品表面原子的電子云發生重疊。此時若在針尖和樣品之間加上一個偏壓，電子便會穿過針尖和樣品之間的勢壘而形成納安級10A的隧道電流。通過控制針尖與樣品表面間距的恒定，并使針尖沿表面進行精確的三維移動，就可將表面形貌和表面電子態等有關表面信息記錄下來。掃描隧道顯微鏡具有很高的空間分辨率，橫向可達0．1納米，縱向可優于0．01納米。它主要用來描繪表面三維的原子結構圖，在納米尺度上研究物質的特性，利用掃描隧道顯微鏡還可以實現對表面的納米加工，如直接操縱原子或分子，完成對表面的刻蝕、修飾以及直接書寫等。目前掃描隧道顯微鏡取得了一系列新進展，出現了原子力顯微鏡AFM、彈道電子發射顯微鏡BEEM、光子掃描隧道顯微鏡PSTM，以及掃描近場光學顯微鏡SNOM等。

掃描隧道顯微鏡（scanning tunneling microscope，STM） 由Binnig等1981年發明，根據量子力學原理中的隧道效應而設計。當原子尺度的針尖在不到一個納米的高度上掃描樣品時，此處電子云重疊，外加一電壓（2mV~2V），針尖與樣品之間產生隧道效應而有電子逸出，形成隧道電流。電流強度和針尖與樣品間的距離有函數關系，當探針沿物質表面按給定高度掃描時，因樣品表面原子凹凸不平，使探針與物質表面間的距離不斷發生改變，從而引起電流不斷發生改變。將電流的這種改變圖像化即可顯示出原子水平的凹凸形態。掃描隧道顯微鏡的分辨率很高，橫向為0.1~0.2nm，縱向可達0.001nm。它的優點是三態（固態、液態和氣態）物質均可進行觀察，而普通電鏡只能觀察制作好的固體標本。

利用掃描隧道顯微鏡直接觀察生物大分子，如DNA、RNA和蛋白質等分子的原子布陣，和某些生物結構，如生物膜、細胞壁等的原子排列。