Oltre alla scansione attraverso il campione, le informazioni sulla struttura elettronica in una data posizione possono essere ottenute variando la tensione e misurando la corrente.<ref name="Bai"/> Questo tipo di misurazione è chiamato [[spettroscopia a effetto tunnel]] (STS, ''Scanning Tunnelling Spectroscopy'') e in genere i risultati vengono visualizzati in un diagramma di [[densità degli stati]] locale in funzione dell'energia all'interno del campione.
Il vantaggio del STM su altre misurazioni della densità degli stati risiede nella sua capacità di effettuare misurazioni estremamente localizzate: per esempio, la densità degli stati in un'area di [[impurezza]] può essere paragonata alla densità degli stati in aree "pulite".<ref name="Pan">{{cita pubblicazione| cognome = Pan| nome = S.H.| coautori = E. W. Hudson; K.M. Lang; H. Eisaki; S. Uchida; J.C. Davis| anno = 2000| rivista = Nature| volume = 403|pp=746–750746-750| doi = 10.1038/35001534| pmid = 10693798| url = https://www.nature.com/nature/journal/v403/n6771/full/403746a0.html| titolo = Imaging the effects of individual zinc impurity atoms on superconductivity in Bi<sub>2</sub>Sr<sub>2</sub>CaCu<sub>2</sub>O<sub>8</sub>+delta| numero = 6771| accesso=28 marzo 2010| lingua = en}}</ref>
Con un ''[[framerate]]'' di almeno 1 Hz attiva il cosiddetto Video-STM (sono stati raggiunti anche 50 Hz).<ref>{{cita pubblicazione|autore = Georg Schitter|coautori = Marcel J. Rost|anno = 2008|data = 21 gennaio 2009|titolo = Scanning probe microscopy at video-rate|rivista = Materials Today|volume = 11|numero = special issue|pp=40–4840-48|editore = Elsevier|città = UK|issn = 1369-7021|doi = 10.1016/S1369-7021(09)70006-9|url = http://www.materialstoday.com/view/2194/scanning-probe-microscopy-at-videorate/|formato = PDF|accesso = 28 marzo 2010|lingua = en|urlmorto = sì|urlarchivio = https://web.archive.org/web/20090909035928/http://www.materialstoday.com/view/2194/scanning-probe-microscopy-at-videorate/}}</ref><ref>{{cita pubblicazione| autore = Rostislav V. Lapshin| coautori = Oleg V. Obyedkov| anno = 1993| titolo = Fast-acting piezoactuator and digital feedback loop for scanning tunneling microscopes| rivista = Review of Scientific Instruments| volume = 64| numero = 10| pp = 2883–28872883-2887| doi = 10.1063/1.1144377| url = http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#fast1993| formato = PDF| accesso = 28 marzo 2010| lingua = en| dataarchivio = 17 maggio 2019| urlarchivio = https://web.archive.org/web/20190517162600/http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#fast1993| urlmorto = sì}}</ref> Questo può essere utilizzato per scansionare la [[diffusione di materia|diffusione]] di superficie.<ref>{{cita pubblicazione| autore = B.S. Swartzentruber| anno = 1996| titolo = Direct measurement of surface diffusion using atom-tracking scanning tunneling microscopy| url = https://prl.aps.org/abstract/PRL/v76/i3/p459_1| rivista = Physical Review Letters| volume = 76| numero = 3|pp=459–462459-462| doi = 10.1103/PhysRevLett.76.459| pmid = 10061462| accesso=28 marzo 2010| lingua = en}}</ref>
== Strumentazione ==
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A causa dell'estrema sensibilità della corrente di ''tunnelling'' in rapporto all'altezza, è indispensabile un appropriato isolamento delle vibrazioni o un corpo di STM estremamente rigido onde ottenere risultati utili. Nel primo STM di Binnig e Rohrer, venne usata la [[levitazione magnetica]] per mantenere il STM isolato da vibrazioni; attualmente vengono spesso utilizzate molle meccaniche o sistemi di [[molla a gas|molle a gas]].<ref name="Chen"/> Inoltre, a volte vengono implementati dei meccanismi per la riduzione delle [[corrente parassita|correnti parassite]].
Il mantenimento della posizione della punta rispetto al campione, la scansione del campione e l'acquisizione dei dati sono controllati dal computer.<ref name="Oura"/> Il computer può essere utilizzato anche per migliorare l'immagine [[Elaborazione digitale delle immagini|elaborare le immagini]]<ref>{{cita pubblicazione| autore = R.V. Lapshin| anno = 1995| titolo = Analytical model for the approximation of hysteresis loop and its application to the scanning tunneling microscope| rivista = Review of Scientific Instruments| volume = 66| numero = 9| pp = 4718–47304718-4730| doi = 10.1063/1.1145314| url = http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#analytical1995| formato = PDF| accesso = 28 marzo 2010| lingua = en| dataarchivio = 17 maggio 2019| urlarchivio = https://web.archive.org/web/20190517162600/http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#analytical1995| urlmorto = sì}}([http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#analytical1995 Russian translation] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190517162600/http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#analytical1995 |date=17 maggio 2019 }} is available).</ref><ref>{{cita pubblicazione| autore = R.V. Lapshin| anno = 2007| titolo = Automatic drift elimination in probe microscope images based on techniques of counter-scanning and topography feature recognition| rivista = Measurement Science and Technology| volume = 18| numero = 3| pp = 907–927907-927| doi = 10.1088/0957-0233/18/3/046| url = http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#automatic2007| formato = PDF| accesso = 28 marzo 2010| lingua = en| dataarchivio = 17 maggio 2019| urlarchivio = https://web.archive.org/web/20190517162600/http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#automatic2007| urlmorto = sì}}</ref> e la rappresentazione di misure quantitative.<ref>{{cita pubblicazione| autore = R.V. Lapshin| anno = 2004| titolo = Feature-oriented scanning methodology for probe microscopy and nanotechnology| rivista = Nanotechnology| volume = 15| numero = 9| pp = 1135–11511135-1151| doi = 10.1088/0957-4484/15/9/006| url = http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#feature2004| formato = PDF| accesso = 28 marzo 2010| lingua = en| dataarchivio = 17 maggio 2019| urlarchivio = https://web.archive.org/web/20190517162600/http://www.nanoworld.org/homepages/lapshin/publications.htm#feature2004| urlmorto = sì}}</ref>
