Moduri de măsurare pe STM ( moduri de operare STM în engleză ) - în microscopia de scanare cu tunel (STM) există cinci parametri variabili principali. Acestea sunt coordonatele orizontale x și y , înălțimea z , tensiunea de polarizare V și curentul de tunel I. În funcție de modul în care acești parametri variază, există trei moduri principale de măsurare STM: 1) modul de curent constant, în care I și V sunt menținute constante, x și y se schimbă în timpul scanării acului și z este măsurat; 2) modul de înălțime constantă (numit și modul de imagistică curent), în care z și V sunt menținute constante, x și y se schimbă în timpul scanării și I este măsurat; 3) spectroscopie de scanare de tunel (STS), care este un întreg set de moduri în care V variază .
Modul curent constant este cel mai frecvent utilizat mod de imagistică STM. În acest mod, acul se deplasează de-a lungul suprafeței probei la tensiune și curent constant. Pentru a menține un curent constant la o tensiune fixă, sistemul de urmărire ajustează în mod constant poziția verticală a acului variind tensiunea Vz pe elementul piezoelectric z . În cazul ideal al unei suprafețe omogene (din punct de vedere electronic), constanța curentului înseamnă invarianța spațiului dintre ac și suprafață, adică, în timpul scanării, traiectoria acului repetă toate caracteristicile topografia suprafeţei (Fig. a). Înălțimea elementelor de relief de suprafață se determină direct din valoarea lui Vz . Ca urmare a unor astfel de măsurători, valorile înălțimii reliefului suprafeței sunt obținute în funcție de poziția acului z(x, y).
În modul de înălțime constantă, scanarea suprafeței cu un ac este efectuată la o tensiune constantă Vz pe elementul piezoelectric z, iar curentul de tunel I este măsurat în funcție de poziția acului (Fig. b). Tensiunea dintre ac și proba V este menținută constantă, iar feedback-ul sistemului servo este dezactivat. În acest caz, umflăturile de pe suprafață se vor reflecta în valori crescute ale curentului de tunel atunci când acul trece peste ele. În acest mod, scanarea acului poate fi efectuată la o viteză mult mai mare în comparație cu modul de curent constant, deoarece sistemul de urmărire nu trebuie să răspundă la toate caracteristicile suprafeței care trece sub ac. Această posibilitate este deosebit de valoroasă atunci când se studiază procesele dinamice în timp real, în special când se înregistrează video STM. Dezavantajul este dificultatea de a determina cantitativ înălțimile reliefului din modificarea curentului tunelului.
Scanning Tunnel Spectroscopy (STS) este un set de metode de microscopie de scanare tunel, în care, prin variarea tensiunii dintre ac și probă, se obțin informații despre structura electronică locală a suprafeței studiate.