Microscopio a scansione a tunnel (STM), tipo di microscopio il cui principio di funzionamento si basa sul fenomeno meccanico quantistico noto come tunneling, in cui le proprietà ondulate degli elettroni consentono loro di "scavare" al di là della superficie di un solido in regioni dello spazio proibite loro in base alle regole della fisica classica. La probabilità di trovare tali elettroni a tunnel diminuisce esponenzialmente all'aumentare della distanza dalla superficie. L'STM si avvale di questa estrema sensibilità alla distanza. La punta acuminata di un ago di tungsteno è posizionata a pochi angoli dalla superficie del campione. Una piccola tensione viene applicata tra la punta della sonda e la superficie, facendo sì che gli elettroni attraversino il gap. Quando la sonda viene scansionata sulla superficie, registra le variazioni della corrente di tunneling e queste informazioni possono essere elaborate per fornire un'immagine topografica della superficie.
L'STM è apparso nel 1981, quando i fisici svizzeri Gerd Binnig e Heinrich Rohrer hanno iniziato a costruire uno strumento per studiare la conduttività locale delle superfici. Binnig e Rohrer hanno scelto la superficie dell'oro per la loro prima immagine. Quando l'immagine fu visualizzata sullo schermo di un monitor televisivo, videro file di atomi distanziati con precisione e osservarono ampie terrazze separate da gradini di un atomo in altezza. Binnig e Rohrer avevano scoperto nell'STM un metodo semplice per creare un'immagine diretta della struttura atomica delle superfici. La loro scoperta ha aperto una nuova era per le scienze di superficie e il loro impressionante successo è stato riconosciuto con il premio Nobel per la fisica nel 1986.
