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原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)是一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器，相對于掃描電子顯微鏡，AFM具能夠提供真正的三維表面圖。同時，AFM不需要對樣品的任何特殊處理，如鍍銅或碳，這種處理對樣品會造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。
在原子力顯微鏡的系統(tǒng)可分成力檢測部分、位置檢測部分和反饋系統(tǒng)三個部分。
力檢測部分
在原子力顯微鏡的系統(tǒng)中，所要檢測的力是原子與原子之間的范德華力。所以在本系統(tǒng)中是使用微小懸臂來檢測原子之間力的變化量。微懸臂通常由一個一般100~500μm長和大約500nm~5μm厚的硅片或氮化硅片制成。微懸臂頂端有一個尖銳針尖，用來檢測樣品-針尖間的相互作用力。這微小懸臂有一定的規(guī)格，例如：長度、寬度、彈性系數(shù)以及針尖的形狀，而這些規(guī)格的選擇是依照樣品的特性，以及操作模式的不同，而選擇不同類型的探針。
位置檢測部分
在原子力顯微鏡的系統(tǒng)中，當(dāng)針尖與樣品之間有了交互作用之后，會使得懸臂cantilever擺動，當(dāng)激光照射在微懸臂的末端時，其反射光的位置也會因為懸臂擺動而有所改變，這就造成偏移量的產(chǎn)生。在整個系統(tǒng)中是依靠激光光斑位置檢測器將偏移量記錄下并轉(zhuǎn)換成電的信號，以供SPM控制器作信號處理。
反饋系統(tǒng)
在原子力顯微鏡的系統(tǒng)中，將信號經(jīng)由激光檢測器取入之后，在反饋系統(tǒng)中會將此信號當(dāng)作反饋信號，作為內(nèi)部的調(diào)整信號，并驅(qū)使通常由壓電陶瓷管制作的掃描器做適當(dāng)?shù)囊苿樱员３謽悠放c針尖保持一定的作用力。
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