纳米碳量子点具有十分好的特性，这使得它们在例如光学传感、光生伏特以及生物成像等一系列领域中有着巨大的应用前景。然而，为了成功地将这种零维纳米材料投入实际应用，我们仍需进一步理解其光致发光原理以及光致电荷的具体转移过程。
为实现这一目的，来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的学者们对于碳点的光物理特性分别在其单一粒子水平以及整体状态下进行了深入研究。这些碳点均通过一些分子进行了表面钝化，这些分子分别作为电子受体或电子给体。
在研究初期，研究人员通过透射电镜TEM对样品进行了表征，结果表明许多碳点团聚成了如下图所示的环状结构。然而通过TEM测得的颗粒直径与由动态光散射技术测得的结果并不一致，这很可能是由于TEM样品制备过程中引入的误差导致的。为了实现更高分辨率的表征以及更准确的颗粒尺寸测量，研究人员们决定使用原子力显微镜对样品进行进一步的研究。afm原子力显微镜的高分辨率成像结果表明环状结构与棒状结构同时存在。并且与TEM的结果相比，原子力显微镜测得的环状结构其尺寸与形状都更均一。
研究人员还使用了一系列其它技术并结合密度泛函理论计算。实验结果表明形成什么样的结构是由许多实验变量决定的，诸如时间、颗粒浓度、以及氢键结合等。结合所有实验结果，研究人员认为碳点聚集态的光物理特性受到其形成的分层结构的影响。
以上发现有助于科研人员研究碳点光致发射的原理，甚至可能加速这些纳米材料在下一代光电子以及量子技术的使用。
对于afm原子力显微镜来说，很重要的机械设计特点就是连接样品与探针的机械回路的刚度。任何由外界因素导致的这一结构的相对运动都会降低图像质量。
扫描器在XYZ三个方向的性能也是决定成像质量的一个重要因素。这一性能是由扫描器的机械设计、电子元件以及其集成的位置传感器共同决定的。
除此以外，原子力显微镜探针与偏转光学传感器也是决定仪器性能的重要因素。毕竟对于形貌以及各种物理特性的测试正是在探针与样品的相对运动过程中测得的。
系统中的电学元件同样是afm原子力显微镜成像性能的决定性因素。即使很小的电路噪音也可以对原子力显微镜成像造成很大的干扰。因此控制电路内的每一个模拟以及数字装置都经过了精心设计以及反复检查，以确保它们不会降低成像性能。
总而言之，afm原子力显微镜的性能是由上述各个因素综合决定的。