20世紀70年代，電子顯微鏡的放大倍數已經達到了100萬倍。20世紀80年代，掃描隧道顯微鏡問世。它是由德國物理學家格爾德·賓寧和海因裏希·羅勒設計和制造的。他們還使用這臺儀器拍攝了矽原子的三維景觀，放大倍數為65438+10億倍。這是人類第壹次真正觀察到微小的原子世界。當時新聞報道的標題是:“原子像土豆”。因此，1986諾貝爾物理學獎頒給了半個世紀前發明電子顯微鏡的魯斯卡和發明掃描隧道顯微鏡的皮涅格和羅勒。
掃描隧道顯微鏡的設備比電子顯微鏡的設備復雜。它配備了壹個自動控制器來跟蹤要觀察的區域。它不僅可以觀察材料表面的原子結構，還可以通過針尖與樣品表面的相互作用，將表面的原子或吸附的原子去除和植入，並有目的地排列組合形成圖案，其尺寸小到幾個納米。最早的原子操縱是由美國加州的IBM研究實驗室在1990年實現的。他們將鎳表面的35個氙原子排列成三個字母“IBM”，每個字母的大小為5納米，成為世界上最小的商標。後來，他們在鉑表面移動壹氧化碳分子，並將其排列成壹個小圖形圖案，稱為分子人。圖案中的每個白點是壹個壹氧化碳分子。分子是直立的，上面有氧，分子人高5納米。在1995中，報道了16掃描隧道顯微鏡顯示器已經在2 cm ×2 cm的矽片上制造出來，可以同時工作。
不難想象，如果這壹技術進壹步完善，有望發展成為納米級量子器件、納米級新材料、超高密度信息存儲和納米級處理，為納米技術這壹對未來科技影響巨大的富有挑戰性的新領域的形成提供了物質基礎。