Pretražni tunelirajući mikroskop, STM (engl. Scanning tunnelig microscope), koristi kvantno-mehanički efekt tuneliranja za analiziranje površine čvrstih uzoraka. Elektroni tuneliraju s površine uzorka na vrh detektora koji skenira uzorak i pritom nastaje struja tuneliranja, od čega i potiče naziv pretražni tunelirajući mikroskop. Sam uređaj je relativno jednostavne konstrukcije i ne zahtijeva posebne uvjete za uporabu, niti za pripremu uzorka. Ima tri glavna elementa: šiljak, piezoelektrične komponente i mehanizam za prigušenje vibracija. U stanju je razlučiti pojedine atome, a slike koje dobivamo predstavljaju atomsku topografiju površine uzorka. Korištenjem STM-a, po prvi puta je bilo moguće dobiti jasnu sliku atoma, odnosno njegove elektronske konfiguracije. To je otvorilo nove mogućnosti u fizici, kemiji i tehnologiji, te omogućilo proučavanje konfiguracije atoma materijala, atomskih orbitala i fizikalnih svojstva kao izlazni rad ili gustoća stanja. Osim dobivanje slike površine uzorka, STM se može iskoristiti i a premještanje atoma na površini materijala, čime se mogu graditi strukture na atomskoj razini. U ovom radu upoznat ćemo se s osnovnim principima rada STM-a i opisati istraživanje provedeno na uzorku grafena.