扫描隧穿显微镜(STM)的原子分辨率能力，使人们可以看清楚物体表面的原子级分布，直观地观察量子现象。比如，各种量子围栏。高速STM，使人们可以看到原子或分子在物体表面动态的行为、经历 (Laerte L. Patera et al., Science 359, 1243 (2018))。但是当前的高速STM的放大电路，是高速测量的一大障碍。
图1. 针尖距离样品较远时，等效隧穿电阻很大；被并联定值电阻后，隧道结特性仍然可以被反映，且易于被测量放大。
当量子隧穿电流小到高速STM放大电路无法探测的时候，该电路会错误地输出一个很强的错误信号，导致后续流程无法进行。如图1中的红色方波所示。因此，目前的高速STM放大电路，为了电路的稳定性，而不得不选用速度较慢、噪音较大的元器件。
近日，李全锋老师提出了在“隧道结两端并联了一个电阻略小的定值电阻R0”的方法。并成功“骗”过了高速STM放大电路。如图1中的黑色近直流输出所示，使得后续流程得以顺利实施。而且由于定值电阻的常量特性，对电路的副作用可以忽略不计。
图2
最终，破帧速纪录的得以实现；图2中的原子分辨率图像，样品为高序石墨。该技术使得目前日益成熟的原子级存储设备(F. E. Kalff, et al., Nat. Nanotechnol. 11, 5 (2016); Liangmei Wu et al., Nat. Nanotechnol. 16, 882 (2021))，其内的信息可以被高速读取。
其目前主要工作于点接触模式，也为利用高速STM研究“纳米摩擦对速度的依赖关系”(D. Gangloff, et al., Nat. Phys. 11, 915 (2015))提供了很好的工具。
