本项目利用密度泛函和从头算方法等各种算法模拟计算包括Fe、Ni、Co等磁性针尖和CO等吸附小分子的化学修饰针尖在内的多种扫描显微镜（STM）特殊针尖的电子结构信息，与相关实验相配合，研究这些具有非传统的特殊电子态针尖在隧道电流形成和STM图像形成中的影响和作用，探讨和预言其可能的特殊功能和工作机制，并基于微扰理论发展和完善在这些特殊电子态针尖参与情况下的STM电流和图像模拟方法，另外通过整合外加电场的平面波基矢密度泛函计算方法，研究针尖施加的局域电场对于样品和针尖电子结构以及局域真空电子隧穿势垒的影响，以及由此引起的STM成像机制的改变，并探讨局域强电场在针尖操纵纳米结构时的作用。本项目力图从原理机制上解释STM成像实验中许多由针尖因素和针尖局域电场引起的重要现象，也可以为具有特殊电子态的新型功能STM针尖的广泛应用及其功能的预测提供理论依据。