Sganio Cymwysiadau Microsgopeg Electron Twnelu
Egwyddor y microsgop twnelu yw defnyddio'r effaith twnelu ffisegol a'r cerrynt twnelu yn glyfar. Mae yna nifer fawr o electronau "rhydd" yn y corff metel, ac mae dosbarthiad ynni'r electronau "rhydd" hyn yn y corff metel wedi'i grynhoi ger lefel Fermi, ac mae rhwystr posibl gydag ynni yn uwch na lefel Fermi ar y ffin fetel. Felly, o safbwynt ffiseg glasurol, mae electronau "rhydd" mewn metel, dim ond yr electronau hynny y mae eu hegni yn uwch na'r rhwystr terfyn, yn gallu dianc o'r tu mewn i'r metel i'r tu allan. Fodd bynnag, yn ôl egwyddorion mecaneg cwantwm, mae gan electronau rhydd mewn metelau briodweddau tonnau hefyd, a phan fydd y don electron hon yn ymledu i'r ffin fetel ac yn dod ar draws rhwystr arwyneb, bydd rhan ohono'n cael ei drosglwyddo. Hynny yw, gall rhai electronau ag ynni yn is na'r rhwystr potensial arwyneb dreiddio i'r rhwystr potensial arwyneb metel a ffurfio "cwmwl electron" ar yr wyneb metel. Gelwir yr effaith hon yn dwnelu. Felly, pan fydd dau fetel yn agos (llai nag ychydig o nanometrau), bydd cymylau electronau'r ddau fetel yn treiddio i'w gilydd. Pan fydd foltedd priodol yn cael ei gymhwyso, hyd yn oed os nad yw'r ddau fetel mewn gwirionedd mewn cysylltiad, bydd cerrynt yn llifo o un metel i'r llall. Gelwir y cerrynt hwn yn gerrynt twnnel.
Mae cerrynt twnnel a gwrthiant twnnel yn sensitif iawn i newidiadau yn y bwlch twnnel. Gall hyd yn oed newid o 0.01nm yn y bwlch twnnel achosi newidiadau sylweddol yng ngherrynt y twnnel.
Os defnyddir stiliwr miniog iawn (fel nodwydd twngsten) i sganio yn gyfochrog â'r wyneb yn y cyfarwyddiadau x ac y ar uchder ychydig o ddegau o nanometrau i ffwrdd o arwyneb llyfn y sampl, gan fod gan bob atom faint penodol, y Bydd bwlch y twnnel canol yn amrywio gydag x ac y, a bydd cerrynt y twnnel sy'n llifo trwy'r stiliwr hefyd yn wahanol. Gall hyd yn oed amrywiadau uchder o ychydig gannoedd o nanomedr gael eu hadlewyrchu mewn cerrynt twnelu. Defnyddir recordydd wedi'i gydamseru â'r chwiliwr sganio i gofnodi'r newidiadau yn y cerrynt twnelu, a gellir cael delwedd microsgop electron twnelu sganio â chydraniad o ychydig gannoedd o nanometrau.
