扫描探针显微镜简介

扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscopy，SPM），是扫描隧道显微镜及在扫描隧道显微镜的基础上发展起来的各种新型探针显微镜的统称。其是用一超细针尖的传感器探针在样品表面上方扫描，同时记录下扫描过程中探针尖端和样品表面的相互作用，从而得到样品表面结构的相关信息，即可检测出样品表面性质。利用这种方法得到被测试样表面信息的分辨率取决于控制扫描的定位精度和探针作用尖端的大小（即探针的尖锐度）。由于其具有受测量环境限制小，并且在测量中对样本没有破坏性，测量范围较大等优点迅速成为探测微观领域的重要工具。

扫描探针显微镜是一类显微镜的总称，其开始于扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscope，STM），它是国际商业机器公司（International Business Machines Corporation，IBM）苏黎世实验室的G.Binning和H.Rohrer博士及其同事于1982年发明的，分辨率能达到0.01 nm，这一发明使得人类进入了直接观察原子、操纵原子的新时代，标志着在原子和分子水平根据人们的意愿测量、加工以及创造新的物质结构与特性成为可能。因为STM所具有的这两项意义，这两位科学家荣获了1986年的诺贝尔物理学奖。同年，IBM公司的G.Bining博士和斯坦福大学的C.F.Quate等人在STM的基础上，针对其需要利用隧道电流进行工作，只能研究具有一定导电性样品的不足之处，成功研制原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）。(https://www.xing528.com)

之后，受扫描隧道显微镜工作原理的启发，人们又研制出一系列工作原理相类似的扫描探针显微镜，其中包括摩擦力显微镜（Lateral Force Microscope，LFM）、磁力显微镜（Magnetic Force Microscope，MFM）以及静电力显微镜（Electric Force Microscope，EFM）等。下面就扫描隧道显微镜STM、原子力显微镜AFM以及静电力显微镜EFM的工作原理进行介绍。