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 与其它表面分析技术相比，STM所具有的独特优点是： 1. 具有原子级高分辨率。STM在平行和垂直于样品表面方向的分辨率分别可达0.1nm和0.01nm，即可分辨出单个原子。 2. 可实时得到在实空间中物体的三维图像，可用于具有周期性或不具备周期性的表面结构研究。这种可实时观测的性能可用于表面扩散等动态过程的研究。 3. 可以观察单个原子层的局部表面结构，而不是整个表面的平均性质。因而可以直接观察到表面缺陷、表面重构、表面吸附体的形态和位置，以及由吸附体引起的表面重构等。下面的两个图(图5和图6)分别是用STM观察到的硅表面7×7重构图和吸附在铂表面的碘原子3×3阵列图，其上的一个缺陷也看得非常清楚。 
 4. 配合扫描隧道谱可以得到有关表面电子结构的信息，如表面不同层次的电子云密度、表面电子阱、电荷密度分布、表面势垒的变化和能隙结构等。 5. STM可以在真空、大气、常温等不同环境下工作，样品甚至可以浸在水或其它液体中。工作过程不需要特别的制样技术，并且探测过程对样品无损伤。这些特点特别适用于研究生物样品和在不同实验条件下对样品表面的评价。例如对多相催化机理、超导机制、电化学反应过程中电极表面变化的监测等。 6. 利用STM针尖，可以对原子和分子进行操纵。1990年，IBM公司两位科学家用STM针尖移动吸附在金属镍表面上的氙原子，得到了图7所示的形状。他们经过22小时的操作，把35个氙原子排成了"IBM"字样。这几个字母高度约是一般印刷用字母的二百万分之一，原子间间距只有1.3nm左右。这是人类有目的、有规律地移动和排布单个原子的开始。
图7 移动35个氙原子排成了"IBM"字样 1991年，IBM公司的"拼字"科研小组用STM针尖移动吸附在金属表面的一氧化碳分子，拼成了一个大脑袋小人的形象(如图8所示)。图中每个白团是单个一氧化碳分子竖在铂表面上的图象，顶端为氧分子，各个分子的间距约0.5nm。这个"分子人"从头到脚只有5nm高，堪称世界上最小的人形图案。  
移动分子实验的成功，表明了人们朝着用单一原子和小分子重新构成新分子的目标又前进了一步。 1993年，美国科学家成功地进行了移动铁原子的实验。在低温条件下，用STM针尖将48个铁原子排列成了一个称之为"量子围栏"的圆环，最近的铁原子相距0.9nm，如图9所示。这些铁原子吸附在铜表面上，环中电子只能在其"围栏"内运动，形成"驻波"。这是世界上首次观察到的电子驻波直观图形。 |
