在现代科技的发展中，STM这个词汇已经不再陌生。但是，很多人对它的具体含义可能还存在一些疑惑。所以，本篇文章将为大家详细介绍STM是什么，以及它在哪些领域得到了广泛的应用。
STM，全称为扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope），是一种高分辨率的显微镜。它能够以原子级别的分辨率观察单一原子或分子的表面形态、电子结构和化学性质等。STM技术是1980年代发展起来的，由于其高分辨率、高灵敏度和广泛适用性等优点，得到了极广泛的应用。同时，STM也成为现代纳米科学领域发展的一个关键技术。
STM的发明者，是IBM的Binnig和Rohrer。这是一种利用电子的隧穿效应来观察物质表面的技术。其基本器件是由选区电极和扫描探针构成的微细电路系统，其结构如下图所示：
其中，选区电极通常由少量的金属电极构成，用来建立一个可控的隧穿电流。扫描探针一般由一支掺杂有少量锆或钨等金属原子的钨丝，该钨丝锥的圆锥端半径可达几纳米或纳米以下。在加上一定的电压，扫描探针就可以接近样品表面，然后通过测量隧穿电流的变化来得到样品表面的信息。
由于STM的高分辨率特性，它在纳米材料、表面科学、纳米电子学、生物医学等领域得到了广泛的应用。通过STM技术，科学家们可以研究原子、分子之间的互作用，探索分子在自组装过程中形成的结构和属性等等。下面我们分别从不同的领域来介绍：
纳米材料：在纳米级别下，物质将呈现出新的形态、性质和行为。STM技术可以被用来对纳米材料进行表征、探索其性质，以及指导纳米材料的设计制备等。
表面科学：STM可以清晰地表征物质表面的形貌和结构，以及表面与环境之间的相互作用，包括表面的吸附、解吸和反应等过程。它可用于研究气相和液相反应、电化学反应、生物/无机材料等。
纳米电子学：STM不仅可以探测表面物理和化学性质，而且还可以通过在STM探针和表面之间施加电压来操纵、移动单个原子或分子。因此，STM在纳米电子学领域被广泛应用。例如，在提高单电子转移效率、构建分子电路、研究分子自旋电子学中等等。
生物医学：STM技术的应用范围还延伸到生物医学领域。STM可以通过观测单个分子或细胞，研究生命体系中的细胞分子结构和功能等。
通过以上的介绍，我们已经了解了STM技术是什么，它的基本原理和优点，以及它在不同领域的应用。尽管STM技术已经有了广泛的应用，但是随着科技的发展，我们还可以期待STM技术将被应用在更多的领域和问题的研究中。
挪威萌萌
