나노과학은 지난 81년 스위스 IBM연구소 로러와 비니히 박사가 양자역학적 터널링 현상을 이용해 원자와 원자들간 결합 상태를 볼 수 있는 주사형 터널링 현미경을 개발 하면서 꽃피기 시작했다.

아 현미경은 전도체 표면 위에 날카로운 검침을 가까이 놓고 스치듯 지나가게 하면 이 전도체와 검침 사이에 양자역학적 전자 투과 현상이 일어나 검침에 흐르는 전류가 달라지는 것을 이용한다.

가느다란 텅스텐선을 전기·화학적으로 식각하면 그 끝이 뾰족해지고 맨 끝에는 원자 몇 개만 있게 된다. 이처럼 예리한 바늘을 고온에서 강한전기장에 대면 더욱 예민해진다.

이렇게 한 후 부식 중에 생긴 산화막을 없애면 STM 탐침이 되고 이러한 탐침을 전도 체인 시료 표면에 원자 한두 개 크기 간격 (0.5㎚)으로 접근시키면서 적당한 전압을 걸어주면 양자역학적 터널링 현상이 일어난다.

STM 탐침을 좌우전후로 움직이면서 나타나는 값을 기록해 얻은 수치를 컴퓨터 화면에 나타내면 된다. 로러와 비니히 박사는 이러한 STM 탐침을 개발해 86년에 노벨물리학상을 받았다.

이 현미경 덕분에 인류는 처음으로 원자 주위 전자 배치를 볼 수 있게 됐으며 특히 생물체 원자구조를 볼 수 있는 주사형 원자 간력 현미경 (AFM)이 잇달아 개발됐다.