Das erste Rastertunnelmikroskop (engl. scanning tunneling microscope, STM) wurde 1982 von Gerd Binnig und Heinrich Rohrer erfunden und entwickelt. Nur einige Jahre später (1986) erhielten sie für ihre Erfindung den Nobelpreis. An dieser relativ kurzen Zeit erkennt man, dass das STM eine revolutionäre Entwicklung auf dem Gebiet der Festkörperphysik und Oberflächenphysik war. Mit dieser Technik war es erstmalig möglich, atomare Strukturen auf der Oberfläche im Ortsraum darzustellen. Mit Hilfe des STM gelang die Aufklärung von vielen Oberflächenrekonstruktionen, von denen die bekannteste wohl die Si-(7×7) Rekonstruktion ist.

Seitdem gewann das STM in der Grundlagenforschung eine immer größere Bedeutung, wobei der Aufbau eines STM sehr viel einfacher ist als beispielsweise die eines Elektronenmikroskops.

Die Möglichkeit der Rastertunnelmikroskopie wird im Praktikum am Beispiel Graphit demonstriert. Dazu wird die Oberfläche von Graphit mit atomarer Aufl?sung untersucht. Die Kristallstruktur von Graphit ist eine Schichtgittersubstanz, wobei die Atome innerhalb der Schichten kovalent gebunden sind und zwischen den Schichten van-der-Waals-Bindungen vorliegen. Die Gitterkonstante von Graphit in der Ebene beträgt 2,46 Angstroem, die zweier benachbarter Atome 1.42 Angstroem.