當原子尺度的針尖在不到一個奈米的高度上掃描樣品時，此處電子雲重疊，外加一電壓，針尖與樣品之間產生隧道效應而有電子逸出，形成隧道電流。電流強度和針尖與樣品間的距離有函式關係，當探針沿物質表面按給定高度掃描時，因樣品表面原子凹凸不平，使探針與物質表面間的距離不斷髮生改變，從而引起電流不斷髮生改變。
它作為一種掃描探針顯微術工具，掃描隧道顯微鏡可以讓科學家觀察和定位單個原子，它具有比它的同類原子力顯微鏡更加高的解析度。此外，掃描隧道顯微鏡在低溫下可以利用探針尖端精確操縱原子，因此它在奈米科技既是重要的測量工具又是加工工具。
1、掃描電子顯微鏡是一種大型分析儀器, 它廣泛應用於觀察各種固態物質的表面超微結構的形態和組成。
2、所謂掃描是指在圖象上從左到右、從上到下依次對圖象象元掃掠的工作過程。它與電視一樣是由控制電子束偏轉的電子系統來完成的, 只是在結構和部件上稍有差異而已。
3、在電子掃描中, 把電子束從左到右方向的掃描運動叫做行掃描或稱作水平掃描, 把電子束從上到下方向的掃描運動叫做幀掃描或稱作垂直掃描。兩者的掃描速度完全不同, 行掃描的速度比幀掃描的速度快, 對於1000條線的掃描圖象來說, 速度比為1000。
4、掃描電鏡成像過程與電視成像過程有很多相似之處, 而與透射電鏡的成像原理完全不同。透射電鏡是利用成像電磁透鏡一次成像, 而掃描電鏡的成像則不需要成象透鏡, 其圖象是按一定時間、空間順序逐點形成並在鏡體外映象管上顯示。
5、二次電子成象是使用掃描電鏡所獲得的各種圖象中應用最廣泛, 分辨本領最高的一種圖象。我們以二次電子成象為例來說明掃描電鏡成象的原理。
6、由電子槍發射的電子束最高可達30keV, 經會聚透鏡、物鏡縮小和聚焦, 在樣品表面形成一個具有一定能量、強度、斑點直徑的電子束。在掃描線圈的磁場作用下, 入射電子束在樣品表面上按照一定的空間和時間順序做光柵式逐點掃描。由於入射電子與樣品之間的相互作用, 將從樣品中激發出二次電子。由於二次電子收集極的作用, 可將各個方向發射的二級電子彙集起來, 再將加速極加速射到閃爍體上, 轉變成光訊號, 經過光導管到達光電倍增管, 使光訊號再轉變成電訊號。這個電訊號又經影片放大器放大並將其輸送至映象管的柵極, 調製映象管的亮度。因而, 再熒光屏上呈現一幅亮暗程度不同的、反映樣品表面形貌的二次電子象。
7、在掃描電鏡中, 入射電子束在樣品上的掃描和映象管中電子束在熒光屏上的掃描是用一個共同的掃描發生器控制的。這樣就保證了入射電子束的掃描和映象管中電子束的掃描完全同步, 保證了樣品上的“物點”與熒光屏上的“象點”在時間和空間上一一對應, 稱其為“同步掃描”。一般掃描圖象是由近100萬個與物點一一對應的圖象單元構成的, 正因為如此, 才使得掃描電鏡除能顯示一般的形貌外, 還能將樣品區域性範圍內的化學元素、光、電、磁等性質的差異以二維圖象形式顯示。
手機掃描二維碼的工作原理：
1、二維碼以QR碼作為編碼的碼制，是在一個矩形空間內，透過黑，白畫素在矩陣中的不同分佈來進行編碼。
2、手機使用二進位制數來貯存和處理資料，而在二維碼中，用黑白矩形表示二進位制資料，黑色表示的是二進位制數1，白色表示二進位制的0，黑白的排列組合確定了矩陣式二維條碼的內容，使手機對二維碼符號進行編碼和分析。
3、手機識別軟體依靠顏色的深淺來完成對二維碼識別，稱為灰度化，將深灰和淺灰的圖案轉換成只有黑或白兩種顏色，稱為二值化處理，在二值化處理時，二維碼將會被解讀成白色黑色的條碼，然後根據解析公式和閾值運算將其轉化成二進位制資訊。
4、完成二值化處理後，進行譯碼，譯碼是對二維碼中所包含的格式資訊，版本資訊，資料和糾錯碼資訊進行解碼和比對，完成譯碼後，手機上從二維碼的識別到解碼的工作即為完成，之後則需聯網傳輸資料，獲得二維碼的相關內容。