Scanning tunneling microscope (STM), type microscoop waarvan het werkingsprincipe is gebaseerd op het kwantummechanische fenomeen dat bekend staat als tunneling, waarbij de golfachtige eigenschappen van elektronen hen in staat stellen om voorbij het oppervlak van een vaste stof te "tunnelen" naar gebieden van de ruimte die volgens de regels voor hen verboden zijn van de klassieke natuurkunde. De kans om dergelijke tunnelelektronen te vinden, neemt exponentieel af naarmate de afstand tot het oppervlak toeneemt. De STM maakt gebruik van deze extreme afstandsgevoeligheid. De scherpe punt van een wolfraamnaald bevindt zich een paar angstroms van het monsteroppervlak. Tussen de sondepunt en het oppervlak wordt een kleine spanning aangelegd, waardoor elektronen over de opening tunnelen. Terwijl de sonde over het oppervlak wordt gescand, registreert deze variaties in de tunnelstroom en deze informatie kan worden verwerkt om een topografisch beeld van het oppervlak te geven.
De STM verscheen in 1981, toen de Zwitserse natuurkundigen Gerd Binnig en Heinrich Rohrer begonnen met het bouwen van een instrument om de lokale geleidbaarheid van oppervlakken te bestuderen. Binnig en Rohrer kozen het gouden oppervlak voor hun eerste afbeelding. Toen het beeld werd weergegeven op het scherm van een televisiemonitor, zagen ze rijen van nauwkeurig uit elkaar geplaatste atomen en observeerden ze brede terrassen gescheiden door stappen van één atoom in hoogte. Binnig en Rohrer hadden in de STM een eenvoudige methode ontdekt om een direct beeld te krijgen van de atomaire structuur van oppervlakken. Hun ontdekking betekende een nieuw tijdperk voor oppervlaktewetenschap en hun indrukwekkende prestatie werd erkend met de toekenning van de Nobelprijs voor natuurkunde in 1986.
