'Elektron tünellemeli tarama mikroskopu' (STM-'scanning tunneling microscope') ise, yaklaşık şöyle çalışıyor: Tarayıcı aygıt, tarama ucunu iletken bir yüzey üzerinde hızla gezdirirken, içerdiği elektronik bileşenler, uca elektrik akımı sağlamaktadır. Tarayıcı, tarama ucunu, örnek yüzeyindeki tüm (x,y) noktaları üzerinden, sistemli bir şekilde geçirir. Uç bir atoma rastladığında, atomla uç arasındaki elektron akışı değişir ve bilgisayar, bu akım değişikliğini; tarama ucunun konumu, yani atomun x-y koordinatlarıyla birlikte kaydeder. Tarama işlemi sona erdiğinde bilgisayar; topladığı verilerden hareketle, atomların konumlarına karşılık gelen akım değerlerini, yüzey üzerinde grafiklendirir.

Bu bir bakıma, eski fonograflardaki çalışma yöntemi gibidir ve tarama ucu iğneye, atomlar da plağın üzerindeki girinti çıkıntılara benzetilebilir. STM ucu, 'tünelleme' yapan akımını, atomların konumunu belirleyen duyarlı bir algılayıcı olarak kullanarak, yüzeydeki atomların eşyükseklik çizgileri üzerinde dolaşır ve sonuç olarak, yüzeyin topoğrafyasını çıkarır. Bu mikroskopların yeni modelleriyle, atomları görmenin yanında, istenilen şekilde konumlandırmak da mümkündür. Üstteki şekillerden üsttekinde; 7x7 nm'lik, mavi renklendirilmiş galyum-arsenid yüzeyi üzerindeki, kırmızı renklendirilmiş olan tek bir sezyum atomu zincirinin zigzagları görülüyor. Alttaki şekilde ise, tek tek atomlardan oluşturulmuş bir marka var. Fakat en iyi elektron mikroskopu dahi, atomların ancak bulanık görüntülerini verebiliyor. İç yapıları hakkında ise hiç bilgi veremiyor. Atomun ve çekirdeğin yapısını incelemek için başka araçlar, daha kısa boylu madde dalgaları lazım...