O desenvolvimento das técnicas de microscopia de tunelamento por varredura (scanning tunneling microscopy— STM) e espectroscopia de tunelamento por varredura (scanning tunneling spectroscopy-STS) foi inciado pelos pesquisadores Binnig e Rohrer da IBM em Zurich em 1978, com intuito de estudar a estrutura e as propriedades elétricas das camadas de isolantes finas o suficiente para permitir passgem da corrente pelo tunelamento. Na técnica de STM, mede-se a corrente de tunelamento atravês de vácuo ou um isolante entre uma agulha muito fina (consistindo preferivelmente de uma pirâmide na escala atômica), mantida a uma distância de alguns angstrons da superfície a ser estudada. Durante a varredura mantém-se a corrente constante ou a separação constante, medindo-se a separação, a corrente ou a voltagem equivalente. As imagens de STM demonstram a topografia da superfície em pseudo—três dimensões. Na técnica de STS obtém—se características da variação da corrente com a voltagem em cada ponto. As imagens obtidas fornecem informações sobre a topografia e principalmente sobre a densidade local de estados eletrônicos, o tipo de ligação química, propriedades elétricas e até supercondutores. A possibilidade de obter imagens em escala de áitomos despertou grande interesse nestas técnicas. Porém é necessário enfrentar problemas imensos de instrumentação tais como: preparação de agulhas extremamente finas, obtenção do posicionamento preciso e diminuição de vibrações. Os recentes desenvolvimentos de conjuntos compactos de posicionamento e de varredura com problema reduzido de vibração e de preparação de agulhas finas possibilitarão a utilização destas técnicas em ampla escala. O trabalho descreve os princípios, o desenvolvimento da instrumentação e os resultados mais interessantes obtidos pelos diversos pesquisadores e os esforços do SERI na construção de um microscópio para complementar as técnicas existentes de caracterisação de superfícies e interfaces e de filmes finos.
