Skönnun jarðganga rafeindasmásjárforrita
Meginreglan um jarðgangasmásjána er að nota snjallt efnisleg jarðgangaáhrif og jarðgangastraum. Það er mikill fjöldi "frjálsra" rafeinda í málmhlutanum og orkudreifing þessara "frjálsu" rafeinda í málmlíkamanum er einbeitt nálægt Fermi-stiginu og það er hugsanleg hindrun með orku hærri en Fermi-stigið á málmmörkin. Þess vegna, frá sjónarhóli klassískrar eðlisfræði, geta "frjálsar" rafeindir í málmi, aðeins þær rafeindir sem hafa orku er hærri en landamærahindrun, sloppið innan úr málminum að utan. Hins vegar, samkvæmt meginreglum skammtafræðinnar, hafa frjálsar rafeindir í málmum einnig bylgjueiginleika og þegar þessi rafeindabylgja breiðist út að málmmörkum og rekst á yfirborðshindrun mun hluti hennar berast. Það er að segja að sumar rafeindir með orku sem er lægri en yfirborðsmöguleikahindrun geta komist í gegnum málmyfirborðspottuhindrunina og myndað "rafeindaský" á málmyfirborðinu. Þessi áhrif eru kölluð jarðgangagerð. Þannig að þegar tveir málmar eru í nálægð (minna en nokkrir nanómetrar) munu rafeindaský málmanna tveggja fara í gegnum hvert annað. Þegar viðeigandi spenna er beitt, jafnvel þótt málmarnir tveir séu í raun ekki í sambandi, mun straumur flæða frá einum málmi til annars. Þessi straumur er kallaður jarðgangastraumur.
Gangastraumur og jarðgangaviðnám eru mjög viðkvæm fyrir breytingum á bili ganganna. Jafnvel breyting á 0.01nm á bili ganganna getur valdið verulegum breytingum á straumi ganganna.
Ef mjög skarpur rannsakandi (eins og wolframnál) er notuð til að skanna samsíða yfirborðinu í x- og y-áttinni í nokkurra tíundu nanómetra hæð frá sléttu sýnisyfirborðinu, þar sem hvert atóm hefur ákveðna stærð, The Miðgöng bilið mun vera breytilegt með x og y, og göng straumur sem flæðir í gegnum rannsakann mun einnig vera mismunandi. Jafnvel hæðarbreytingar upp á nokkra hundruðustu úr nanómetra geta endurspeglast í jarðgangastraumum. Upptökutæki sem er samstilltur við skönnunarnemann er notaður til að skrá breytingar á jarðgangastraumnum og hægt er að fá skannamynd af rafeindasmásjá með nokkrum hundruðustu nanómetra upplausn.
