显微镜扫描探针(5PM)应用了一种特殊的先端显微技术，可以在纳米尺度下测试材料的物理特性，也可以呈现样品的表面形状。隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)是显微镜扫描探针中更重要的两个类型。
HITACHI环境原子力显微镜AFM5300E
在AFM安装在对弱力非常敏感的微悬臂上的尤细探针。当探针与样品接触时，微悬臂偏转是由于其原子之间的尤微力（吸引力或排斥力）引起的。扫描控制恒定力，针尖微悬臂对应于原子间力的等位面，垂直于样品表面，通过光电检测系统（通常采用光学、电容或隧道电流方法）扫描微悬臂偏转，测量微悬臂对应于扫描点的位置变化，激光检测器将记录偏移，并将信号反馈给反馈系统，以便系统进行适当的调整。放大和转换信号，以获得样品表面原子级的三维形状图像。
原子显微镜工作原理图
AFM其核心部件是力传感器，包括微悬臂（Cantilever)固定在一端的针尖。根据物理原理，力的变化可以通过Cantilever 被检测，施加Cantilever 末端力的表达式为：
F=KΔZ.
ΔZ 表示针尖与样品之间的距离
K为Can2tilever 弹性系数
AFM关键部件是力敏感元件和力敏感检测装置。因此，决定微悬臂和针尖。AFM灵敏度的核心。为了准确反映样品表面与针尖之间微弱相互作用力的变化，获得更真实的样品表面形状，改善AFM微悬臂的设计通常需要满足以下条件：①较低的机械弹性系数使小力产生可观察位移；②较高的力学共振频率；③高横向刚度，针尖与样品表面的摩擦不会弯曲；④尽可能短的微悬臂长度；⑤微悬臂有镜子或电尤，可以通过光学、电容或隧道电流检测其动态位移；⑥针尖尽可能尖。
观察原子显微镜的范围
AFM5300E真空样品仓库满足先进的环境控制需求。在真空环境中，吸附的水和气体分子减少，因此可以准确测量样品的电磁特性，非常适合分析一些先进材料。图中所示的铁电膜泄漏电流观察应用在真空环境中实现了高精度电流测量。
原子力显微镜观察铁电膜的漏电流
1986年日立****次STM自问世以来，经过多年的研发，扫描探针显微镜已经实现了对样品表面形状特征、机械特征、电磁特征等维度的测量和观察。同时，灵活的配置和各种配件满足所有要求SPM根据用户的实验方法，定制设备功能，为研发提供有力支持。
