Dit is waarom:

* STM werkt door kwantumtunneling: Het maakt gebruik van een scherpe, geleidende punt die heel dicht bij het oppervlak van het metaal wordt gebracht. De punt en het metalen oppervlak worden gehouden op een specifiek spanningsverschil en elektronen kunnen over de opening tussen hen "tunnel".

* het detecteren van de tunnelingstroom: Door de stroom te meten, kan de STM het oppervlak op atoomniveau toewijzen. Dit komt omdat de tunnelingstroom erg gevoelig is voor de afstand tussen de punt en het oppervlak.

* Details onthullende oppervlakte: Door de punt over het oppervlak te scannen, kan de STM een gedetailleerd beeld maken van de opstelling van atomen.

Andere technieken die kunnen worden gebruikt om het oppervlak van materialen te bestuderen:

* Atomic Force Microscopy (AFM): Deze techniek maakt gebruik van een scherpe tip om het oppervlak te "voelen" en geeft informatie over de topografie en mechanische eigenschappen.

* röntgenfoto-elektronspectroscopie (XPS): Deze techniek gebruikt röntgenfoto's om de elementaire samenstelling en de chemische toestand van het oppervlak te onderzoeken.

Hoewel deze technieken informatie over het oppervlak kunnen bieden, kan alleen de STM direct de rangschikking van individuele atomen afbeelden.