1980年代に発明された走査型トンネル顕微鏡は、個々の原子を識別できる究極の空間分解能で物質の表面形状を調べる手法として急速に普及したが、もう一つの特徴である電子分光装置としての側面は、今世紀に入るまで十分に利用されてこなかった。本書は、これらの二つの特徴を同時に活用して電子励起スペクトルの空間分布を原子分解能で描き出す、分光イメージング走査型トンネル顕微鏡と、その物性研究への応用について解説した初めての書籍である。
本書では、走査型トンネル顕微鏡の「顕微鏡」としての説明は最小限にとどめ、「電子分光装置」としての背景・ハードウェア・データ解析のポイントを基礎から詳しく解説した。また、分光イメージング走査型トンネル顕微鏡を用いた物性研究で重要な役割を果たす準粒子干渉効果と、そこから引き出される豊富な分光情報に関して基本的な考え方を解説した。さらに、分光イメージング走査型トンネル顕微鏡によって、興味深い物性を示す物質の電子状態が実際にどのように明らかになるのかについて、超伝導体やトポロジカル絶縁体を例として紹介した。