Тунелювання
Коли наконечник переміщується близько до зразком, відстань між ним і поверхнею зменшується до величини, порівнянної з проміжком між сусідніми атомами в решітці. Тунельний електрон може рухатися або до них, або до атома на кінчику зонда. Струм в зонді вимірює щільність електронів на поверхні зразка, і ця інформація відображається на зображенні. Періодичний масив атомів добре видно на таких матеріалах, як золото, платина, срібло, нікель і мідь. Вакуумне тунелювання електронів від кінчика до зразком може відбуватися навіть при тому, що навколишнє середовище не є вакуумом, а заповнена молекулами газу або рідини.
Формування висоти бар’єру
Спектроскопія висоти локального бар’єру забезпечує інформацію про просторовому розподілі мікроскопічної функції роботи поверхні. Зображення одержують шляхом вимірювання за пунктами логарифмічного зміни тунельного струму з урахуванням трансформації в розділовий розрив. При вимірюванні висоти бар’єру відстань між зондом і зразком модулюється за синусоїдальним законом з допомогою додаткового змінного напруги. Період модуляції вибирається набагато коротше, ніж константа часу петлі зворотного зв’язку в тунельному мікроскопі.
