Полевая ионизация(ПИМ).
     Оппенгеймер теоретически предсказал, что в сильном электрическом поле имеется конечная вероятность туннельной ионизации атома Н.
Другими словами, в сильном электрическом поле электрон атома Н имеет конечное время жизни. Это предсказание было экспериментально подтверждено в работах Мюллера. Современная точка зрения на ионизацию атома и молекулы на поверхности в сильных электрических полях в основном разработана Гомером.
      Электрон в свободном атоме находится в потенциальной яме и для его возбуждения требуется приложить энергию Еi, равную энергии ионизации. В электрическом поле потенциальный барьер снижается и туннелирование электрона через барьер при определенных условиях может происходить без возбуждения. Вероятность туннелирования высока только тогда, когда электрическое поле достаточно для уменьшения барьера до ширины, сравнимой с длиной волны де Бройля электрона внутри атома.
     Ширина проходимого барьера уменьшается по мере приближения атома к поверхности. Это уменьшение вызвано силами зеркального изображения или соответствующими обменными и корреляционными взаимодействиями, которые могут давать вклад в потенциал.
     Тем не менее, существует кротчайшее расстояние хc, на котором атом может быть ионизован полем. На расстоянии < хc ионизации не происходит(т.к. для металла все под уровнем Ферми закончено, а на расстоянии < хc уровня основного состояния атома находится ниже уровня Ферми металла).
Таким образом, расстояние, соответствующее максимуму(max) вероятности прохождения барьера
хc=(Ei-Ф)/eF,
где Ei - энергия ионизации,
Ф - работа выхода поверхности,
F - величина напряженности поля.
{РИСУНОК С ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ЛИСТА}

Для ионизованного атома Не на 
      Полевая ионизация атомов газа происходит на расстоянии > хc. Ион, образовавшийся на поверхности, обладает при достижении экрана энергией, пропорциональной(~) полному ускоряющему напряжению. С другой стороны, ион, образовавшийся на расстоянии х от поверхности, имеет энергию, меньшую на  Поэтому измерение распределения ионов по энергии, позволяет определить место ионизации и одновременно дает информацию о механизме полевой ионизации и образовании сил зеркального изображения полевых ионов.

Испарение и десорбция полем.
     К шероховатому острию прикладывают достаточно сильное электрическое поле.
Все выступы удаляются полностью саморегулирующимся способом в виде "+" ионов. Получается идеально гладкая атомарно чистая поверхность. Минимальное значение F, необходимое для испарения полем при Т=300К составляет ~500МВ/см.
     Наибольшие токи будут исходить из области с наивысшими полями, распределение поля около острия определяется его атомным строением.(Анизотропия поля будет наиболее заметна для атомов с относительно малым числом ближайших соседей и наименее заметна для атомов на гладких плотноупакованных поверхностях). При очень сильных полях картина смазывается. Оптимальное разрешение достигается в полях, слегка превышающих пороговые, для наиболее открытых или выступающих частей острия. ("Поле наилучшего изображения").

ПИМ.

Первый ПИМ был создан в 1951г. и был просто полевым электронным микроскопом наоборот. Как и в ПЭМ образец изготавливается в виде острия. На острие "+".
     Далее идет ионизация "изобрающего" газа. Таким методом можно также получить данные об электронной структуре ПС(незаполненных).
Пучок ионов наблюдается на экране. Метод позволяет также получить информацию о кристаллической структуре твердого тела. Разрешение ~ 3A.
     Одним из отраничений метода является то, что нельзя сильно увеличивать поля для повышения чувствительности, поскольку при больших F начинается испарение(десорбция).

ПИМ с атомным зондом
Анализ производится путем полевой десорбции тестируемого атомным импульсом высокого напряжения. Образующийся ион проходит через зондирующее отверстие и дрейфовую трубку масс-спектрометра к детектору электронного умножителя. Импульс десорбции запускает развертку осциллографа. Когда ион достигает детектора, выходной сигнал с него подается на осциллограф. Таким образом, регистрируемое время пролета иона t до детектора, расположенного на расстоянии от эмиттера ~ нескольких радиусов острия, отношение массы иона М к заряду легко вычисляется

Vc - приложенное напряжения.
Обычно делают так Vпост. - испаряющее напряжение, Vимп. - импульс десорбции для модуляции и Vc=Vпост.+Vимп..