Mätlägen på STM ( engelsk STM operation modes ) - i scanning tunneling microscopy (STM) finns det fem huvudsakliga variabla parametrar. Dessa är de horisontella x- och y -koordinaterna , höjden z , förspänningen V och tunnelströmmen I. Beroende på hur dessa parametrar varierar finns det tre huvudsakliga STM-mätlägen: 1) konstant strömläge, där I och V hålls konstanta, x och y ändras under nålskanningen och zmätt; 2) konstant höjd-mod (även kallad aktuell avbildningsmod), i vilken z och V hålls konstanta, x och y ändras under skanningen, och I mäts; 3) scanning tunneling spectroscopy (STS), som är en hel uppsättning lägen där V varierar .
Konstantströmsläget är det vanligaste STM-bildläget . I detta läge rör sig nålen längs provytan med konstant spänning och ström. För att hålla en konstant ström vid en fast spänning justerar spårningssystemet konstant nålens vertikala position genom att variera spänningen Vz över det z- piezoelektriska elementet. I det ideala fallet med en homogen (ur en elektronisk synvinkel) yta, betyder strömkonstansen invariansen av gapet mellan nålen och ytan, dvs. under skanning upprepar nålens bana alla egenskaper hos yttopografin (fig. a). Höjden på ytreliefelementen bestäms direkt från värdet på Vz . Som ett resultat av sådana mätningar erhålls värdena för höjden på ytreliefen som en funktion av nålens position z(x, y).
I läget med konstant höjd utförs avsökning av ytan med en nål vid en konstant spänning Vz på det z-piezoelektriska elementet, och tunnelströmmen I mäts som en funktion av nålpositionen (fig. b). Spänningen mellan nålen och provet V hålls konstant och återkopplingen från servosystemet är inaktiverad. I det här fallet kommer utbuktningarna på ytan att återspeglas i ökade värden på tunnelströmmen när nålen passerar över dem. I detta läge kan skanning av nålen utföras med en mycket högre hastighet jämfört med konstantströmsläget, eftersom spårningssystemet inte behöver reagera på alla egenskaper hos ytan som passerar under nålen. Denna möjlighet är särskilt värdefull när man studerar dynamiska processer i realtid, i synnerhet när man spelar in STM-video. Nackdelen är svårigheten att kvantitativt bestämma höjderna på reliefen från förändringen i tunnelströmmen.
Scanning tunneling spectroscopy (STS) är en uppsättning metoder för skanning av tunnelmikroskopi, där man, genom att variera spänningen mellan nålen och provet, erhåller information om den lokala elektroniska strukturen hos ytan som studeras.