Mengimbas Aplikasi Mikroskop Elektron Terowong
Prinsip mikroskop terowong adalah untuk menggunakan kesan terowong dan arus terowong secara bijak dalam fizik. Terdapat sejumlah besar elektron "bebas" dalam badan logam, elektron "bebas" ini dalam badan logam pengedaran tenaga tertumpu di sekitar tahap tenaga Fermi, manakala dalam sempadan logam terdapat tenaga yang lebih tinggi daripada tahap tenaga Fermi bagi penghalang potensi. Oleh itu, dari perspektif fizik klasik, elektron "bebas" dalam logam, hanya tenaga yang lebih tinggi daripada halangan potensi sempadan elektron tersebut boleh terlepas dari logam ke luar. Walau bagaimanapun, menurut mekanik kuantum, elektron bebas dalam logam juga mempunyai kemeruapan, dan apabila gelombang elektron ini merambat ke arah sempadan logam dan menemui halangan potensi permukaan, akan terdapat beberapa penghantaran. Iaitu, akan ada sebahagian daripada tenaga di bawah halangan potensi permukaan elektron boleh menembusi halangan permukaan logam, pembentukan permukaan logam "awan elektron". Kesan ini dipanggil kesan terowong. Oleh itu, apabila dua logam berada sangat rapat (di bawah beberapa nanometer), awan elektron kedua-dua logam akan menembusi satu sama lain. Apabila voltan yang sesuai ditambah, walaupun kedua-dua logam tidak benar-benar bersentuhan, akan ada arus yang mengalir dari satu logam ke logam yang lain, yang dipanggil arus terowong.
Arus terowong dan rintangan terowong dengan jurang terowong sangat sensitif terhadap perubahan dalam jurang terowong, walaupun hanya 0.01nm perubahan, juga boleh menyebabkan perubahan ketara dalam arus terowong.
Jika kuar yang sangat tajam (seperti jarum tungsten) dalam jarak dari permukaan licin sampel beberapa persepuluh ketinggian nanometer selari dengan permukaan dalam pengimbasan arah x, y, kerana setiap atom mempunyai saiz tertentu, dan dengan itu dalam proses pengimbasan jurang terowong akan menjadi dengan x, y yang berbeza dan berbeza, arus terowong yang mengalir melalui siasatan juga berbeza. Malah perubahan ketinggian beberapa peratus nanometer boleh dicerminkan dalam arus terowong. Penggunaan probe pengimbasan dengan perakam disegerakkan, perubahan arus terowong akan direkodkan, anda boleh mendapatkan resolusi beberapa nanometer imej mikroskop elektron terowong pengimbasan.
