原子力顯微鏡(Atomic Force Microscopy, AFM)是由IBM 企業(yè)的Binnig與史丹佛大學(xué)的Quate 于一九八五年所創(chuàng)造發(fā)明的，其目地是為了更好地使導(dǎo)電介質(zhì)還可以選用掃描儀探針顯微鏡（SPM）開展觀察。原子力顯微鏡（AFM）與掃描儀隧道施工顯微鏡（STM）最大的不同取決于并不是利用電子器件隧穿，只是利用原子中間的范德華力（Van Der Waals Force）功效來展現(xiàn)試品的表面特點(diǎn)。假定2個(gè)原子中，一個(gè)是在懸壁（cantilever）的探針頂尖，另一個(gè)是在樣版的表面，他們中間的相互作用力會隨間距的更改而轉(zhuǎn)變 ，其相互作用力與間距的關(guān)聯(lián)如“圖1” 所顯示，當(dāng)原子與原子很貼近時(shí)，彼此之間電子云排斥力的功效超過原子核與電子云中間的誘惑力功效，因此 全部協(xié)力主要表現(xiàn)為排斥力的功效，相反若兩原子分離有一定間距時(shí)，其電子云排斥力的功效低于彼此之間原子核與電子云中間的誘惑力功效，故全部協(xié)力主要表現(xiàn)為吸引力的功效。若以動(dòng)能的視角看來，這類原子與原子中間的間距與相互之間動(dòng)能的尺寸也可從Lennard –Jones 的公式計(jì)算中到另一種證實(shí)。

在原子力顯微鏡的系統(tǒng)軟件中，是利用細(xì)微探針與待測物中間配對t檢驗(yàn)力，來展現(xiàn)待測物的表面之物理學(xué)特點(diǎn)。因此 在原子力顯微鏡中也利用排斥力與誘惑力的方法發(fā)展趨勢出二種實(shí)際操作方式：從公式計(jì)算中了解，當(dāng)r減少到某一水平時(shí)其動(dòng)能為 E，也意味著了在室內(nèi)空間中2個(gè)原子是非常貼近且動(dòng)能為恰逢，若假定r提升到某一水平時(shí)，其動(dòng)能便會為-E 另外也表明了室內(nèi)空間中2個(gè)原子之間距非常遠(yuǎn)的且動(dòng)能為負(fù)數(shù)。無論從室內(nèi)空間上來看2個(gè)原子中間的間距兩者之間所造成的誘惑力和排斥力或是以之中動(dòng)能的關(guān)聯(lián)看來，原子力式顯微鏡便是利用原子中間那奇特的關(guān)聯(lián)來把原子模樣給展現(xiàn)出去，讓外部經(jīng)濟(jì)的全球不會再神密。（1）利用原子排斥力的轉(zhuǎn)變 而造成表面輪廊為容柵原子力顯微鏡（contact AFM ），探針與試片的間距約多個(gè)?。（2）利用原子誘惑力的轉(zhuǎn)變 而造成表面輪廊為非接觸式原子力顯微鏡（non-contact AFM ），探針與試片的間距約數(shù)十個(gè)? 到數(shù)以百計(jì)?。

原子力顯微鏡的硬件配置構(gòu)架：在原子力顯微鏡（Atomic Force Microscopy，AFM）的系統(tǒng)軟件中，可分為三個(gè)一部分：力檢驗(yàn)一部分、部位檢驗(yàn)一部分、反饋機(jī)制。激光器檢驗(yàn)原子力顯微鏡2.1 力檢驗(yàn)一部分：在原子力顯微鏡（AFM）的系統(tǒng)軟件中，所要檢驗(yàn)的力是原子與原子之的范德華力。因此 在本系統(tǒng)軟件中是應(yīng)用細(xì)微懸壁（cantilever）來檢驗(yàn)原子中間力的變化量。這細(xì)微懸壁有一定的規(guī)格型號，比如：長短、總寬、彈性系數(shù)及其針頭的樣子，而這種規(guī)格型號的挑選是按照試品的特點(diǎn)，及其實(shí)際操作方式的不一樣，而挑選不一樣種類的探針。2.2 部位檢驗(yàn)一部分：在原子力顯微鏡（AFM）的系統(tǒng)軟件中，當(dāng)針頭與試品中間擁有配對t檢驗(yàn)以后，會促使懸壁cantilever晃動(dòng)，因此 當(dāng)激光器直射在cantilever的末時(shí)，其折射光的部位也會由于cantilever晃動(dòng)而有一定的更改，這就導(dǎo)致偏移的造成。在全部系統(tǒng)軟件中是借助激光器光點(diǎn)部位探測器將偏移紀(jì)錄下并轉(zhuǎn)化成電的數(shù)據(jù)信號，以供SPM控制板作信號分析。2.3 反饋機(jī)制：在原子力顯微鏡（AFM）的系統(tǒng)軟件中，將數(shù)據(jù)信號經(jīng)過激光器探測器取入以后，在反饋機(jī)制時(shí)會將此數(shù)據(jù)信號作為意見反饋數(shù)據(jù)信號，做為內(nèi)部的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)信號，并迫使一般 由壓電陶瓷片管制做的掃描槍做適度的挪動(dòng)，以維持試品與針頭維持適合的相互作用力。原子力顯微鏡（AFM）就是融合之上三個(gè)一部分來將試品的表面特點(diǎn)展現(xiàn)出去的：在原子力顯微鏡（AFM）的系統(tǒng)軟件中，應(yīng)用細(xì)微懸壁（cantilever）來傳感針頭與試品中間的配對t檢驗(yàn)，這相互作用力會使cantilever晃動(dòng)，再利用激光器將光直射在cantilever的尾端，當(dāng)晃動(dòng)產(chǎn)生時(shí)，會使折射光的部位更改而導(dǎo)致偏移，這時(shí)激光器探測器會紀(jì)錄此偏移，也會把這時(shí)的數(shù)據(jù)信號給反饋機(jī)制，以利于系統(tǒng)軟件做適度的調(diào)節(jié)，最終再將試品的表面特點(diǎn)以影象的方法給展現(xiàn)出去。原子力顯微鏡的基本概念是：將一個(gè)對很弱力極比較敏感的微懸壁一端固定不動(dòng)，另一端有一細(xì)微的針頭，針頭與試品表面輕輕地觸碰，因?yàn)獒橆^頂尖原子與試品表面原子間存有極很弱的斥力，根據(jù)在掃描儀時(shí)操縱這類力的穩(wěn)定，含有針頭的微懸壁將相匹配于針頭與試品表面原子間相互作用力的等待面而在垂直平分試品的表面方位波動(dòng)健身運(yùn)動(dòng)。利用電子光學(xué)測試法或隧道施工電流量測試法，能測得微懸壁相匹配于掃描儀各點(diǎn)的部位轉(zhuǎn)變 ，進(jìn)而能夠得到試品表面外貌的信息內(nèi)容。

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