高校与科研院所原理动画：扫描隧道显微镜实验室

针尖和样品之间隔着几埃的真空，电子的能量不够翻过去。但电子也是波：波函数在真空里按 e^(−κx) 衰减，到对面还剩一点点，这一点点就是隧穿电流。真空每宽 1 Å，电流约降到 1/9，所以电流对距离极其敏感。

针尖装在压电陶瓷管上，加几伏电压就能挪动零点几纳米。电流放大器把纳安级电流变成电压，反馈回路比较它和设定值，再去推压电管上下动。针尖最前端只要有一个原子突出，电流就几乎全从这个原子走。

针尖每挪一点，反馈就调一次高度，让电流回到设定值，于是针尖的高度轨迹就是表面的起伏。扫得太快，反馈来不及跟上，轨迹变平、往后拖，原子就看不清了。换成恒高模式：针尖不动高度，直接记电流的变化。

针尖一行行来回扫，每个点的高度按颜色画出来，石墨表面的原子就排成了三角格子，间距 0.246 nm；少一个原子的地方是一个暗坑。石墨里每隔一个碳原子才在图上发亮，这和下层原子的位置有关。