Как работает сканирующий туннельный микроскоп в условиях сверхвысокого вакуума?

Принцип работы сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) в условиях сверхвысокого вакуума основан на концепции квантового туннелирования. en.wikipedia.org

Процесс происходит так: en.wikipedia.org

1. Наконечник подносят очень близко к исследуемой поверхности. en.wikipedia.org
2. Между наконечником и образцом подают напряжение смещения. en.wikipedia.org
3. Сканер постепенно удлиняется до тех пор, пока наконечник не начнёт получать туннельный ток. en.wikipedia.org
4. Расстояние между наконечником и образцом поддерживают в диапазоне 0,4–0,7 нм. en.wikipedia.org
5. Как только туннелирование установлено, смещение образца и положение наконечника относительно образца изменяют в соответствии с требованиями эксперимента. en.wikipedia.org
6. Когда наконечник перемещается по поверхности, изменения высоты поверхности и населённости электронных состояний вызывают изменения туннельного тока. en.wikipedia.org
7. Цифровые изображения поверхности формируют одним из двух способов: в режиме постоянной высоты изменения туннельного тока отображаются напрямую, или в режиме постоянного тока регистрируют напряжение, которое управляет высотой наконечника, пока туннельный ток поддерживается на заданном уровне. en.wikipedia.org

Сверхвысокий вакуум необходим, чтобы предотвратить загрязнение образца окружающей средой. dzen.ru Только так можно обеспечить чистоту объекта в отсутствие посторонних атомов и молекул. www.techinsider.ru