Muốn chế tạo máy nano cần phải có kính hiển vi nano

Một cách chính xác hơn thiết bị này gọi là máy soi dùng hiệu ứng dò quét hầm, tên tiếng Anh là scanning tunnelling microscope, viết tắt là STM.

Máy STM do hai chuyên gia làm việc cho IBM ở Zurich là Heinrich Rohrer và Gerd Binnig sáng chế.

Hai ông cùng chia giải Nobel với một chuyên gia thứ ba, Ernst Ruska, đã phát minh ra nguyên tắc quét bằng hạt điện tử chứ không phải thanh điện cực.

Nguyên tắc hoạt động của STM có thể mô tả giống như là một chiếc máy quay đĩa được thu nhỏ lại ở kích thước nano, mà sau này, người ta phát triển thành thế hệ máy SPM.

Sau khi có máy STM các nhà khoa học bắt đầu có cơ hội đi thám hiểm một thế giới mới, khảo sát địa hình một bề mặt mới, nhìn và chạm tay và từng hạt nhân nguyên tử một.

Người ta đã biết đến sự hiện diện của hạt nhân từ cả trăm năm nay, thế nhưng cảm giác sau khi có máy dò cũng giống như chuyến đổ bộ đầu tiên lên mặt trăng, như nhà vật lý Hans von Baeyer tả lại trong quyển sách Taming the Atom:

"Quí vị chắc đã nhìn thấy những bức ảnh chụp trái đất từ trên không gian, nó là một khối tròn màu xanh nổi lên trên nền đen, cái cảm giác thật là tuyệt vời."

"Tất nhiên là trước đó quí vị đã biết rằng trái đất trông sẽ như vậy nhưng cái cảm giác khi mà thực sự nhìn thấy nó vẫn có cái gì đó xúc động, nó tác động rất mạnh vào tâm lý con người."

Quí vị có thể học về hạt nhân, nói chuyện về nó, nếu là sinh viên năm thứ nhất đại học thậm chí còn ngồi tính được các số đo của hạt nhân nữa."

"Thế nhưng tất cả những cái đó vẫn khác hơn là thực sự nhìn thấy được hạt nhân nguyên tử, cái tác động tâm lý sẽ khiến hạt nhân trở nên thật hơn."

Sau này, chuyên gia Don Eigler từ IMB xây dựng phương pháp có thể coi là vẽ bản đồ cho bề mặt nano, sử dụng máy soi dùng hiệu ứng quét mẫu SPM để chạm vào từng hạt nhân một.

Nhờ có các thiết bị soi nano mà ngành công nghệ mới này đã có những bước tiến vượt bực trong nhiều năm qua.