偏压极性的影响：
隧道电流的电子是从满态（或能带）过渡到未占态（或能带）的。隧道电压的方向决定了电子是从样品流向针尖还是从针尖流向样品。图2 是相反偏压下的GaAs(110)表面上的STM 像。由于接收隧道电子的局域原子轨道不同，正偏压像与负偏压像发生了位移。一个填满可的孤对能带局域在As 原子处，而未填充态与Ga 原子相伴随。当偏压为＋1.9V 的针尖越过As 原子时，隧道电流达极大；而当偏压为－1.9V 的针尖越过Ga 原子时，隧道电流也达到极大。若针尖停留在某一位置扫描，则针尖偏压就可以测出样品和针尖的局部态密度。
图2 在极性相反时测得的GaAs（110）表面的两种图像，针尖对于试样的偏压为正时，As 原子对于填满的孤对态成像。相反的偏压，产生Ga 原子未被占据的轨道的水平移动图像
电子结构和STM 像：STM 通常被认为是测量表面原子结构的工具，具有直接测量原子间距的分辨率。但必须考虑电子结构的影响，否则容易产生错误的信息。其实，在考虑了遂穿过程以及样品表面与针尖的电子态的性质后，STM 代表的应该是表面的局部电子结构和遂穿势垒的空间变化。
态密度效应：电极的态密度对隧道谱和隧道像有重要的影响。隧道电流等值图表明电流局域于吸附原子，并由于吸附原子比衬底突出，而得到大大的增强。此外，隧道电流随EF 附近的态密度的增加而增加。计算发现S 和P 电子态的贡献最大，而d 电子态几乎没有贡献。
扫描隧道谱：电荷密度的分布反映了原子的起伏。通过在每一原子位置改变偏压，用STM 记录I-V 关系，就是扫描隧道谱（STS）方法。STS 可以测量表面上局部位置的能级，经过处理可以绘出单个表面电子态的位置。STS 可以用于半导体材料的表面与界面研究。 （生物秀仪器频道 www.bbioo.com）
从遂穿到点接触模式的过渡：
在密接的针尖－表面距离内，除遂穿效应外，还存在两种传导模式：电子接触和点接触。所谓电子接触是指当针尖接近样品到充分近的距离，以致影响了各自的波函数，导致在EF以上出现针尖诱发的亚能带。点接触是指由于在EF 以下产生亚能带，随着弹道输运起动，能量势垒崩塌。
STM 成像过程：
一个原子级锐利的针尖，相对于样品加一偏压，并位于样品表面1 纳米处。由于穿过缝隙区域的真空势垒产生电子遂穿，在样品和针尖之间产生一个纳安级的电流。该电流随狭缝间距的增加，以指数形式降低。针尖的运动由在三个方向上的压电传感器控制，通过在传感器上加一定的电场，使之发生变形来推动针尖的移动。基本上每增加1V，就可以产生1nm 左右的膨胀和收缩，从而使针尖在纳米量级移动。假定电子态局域在每一个原子的位置上，则测量在表面上扫描的针尖的信号就可以给出表面原子结构图。结构可以用恒定电流模式画出，这时记录的是受反馈控制的针尖的上下运动，而在每一个x－y 位置上，隧道电流恒定不变。结构也可以用恒定高度模式画出，这时记录的是隧道电流随位置的变化，而针尖在表面之上保持恒定高度。恒高模式在高速扫描时使用，但要求表面很光滑时才能使用。对于粗糙表面的形貌，需要采用恒流模式。STM 要求扫描的范围从10nm 到1 微米以上，可以用来观察原子水平的样品形貌。图3 为量子点的表面形貌图。
图3 量子点的表面形貌图
