简单来说，这三者的关系是先有的STM，借鉴STM发明了AFM，他们都属于SPM。
STM基于隧道效应，其原理非常复杂，这里不介绍，但不影响对STM的理解。STM原理很简单，它有一个探针(很细，**只有一个原子)，调整探针与样品表面的距离1nm，在探针和成像材料之间施加一个电压，与电压大小和距离有关。因此，有两种方法可以获得样品的表面形式。方法1：固定电压，保持探针Z固定方向，让针尖扫描整个物体表面，获得物体表面每个点对应的电流大小，然后通过转换获得距离大小，即获得物体表面形式。方法2：通过调整探针固定电压Z向的位置，保持针尖扫描时各点的电流不变，也能得到物体的表面形状。
图1 STM原理图STM隧道电流与距离的关系基于隧道效应；AFM基于原子间范德华力，利用了力与距离的关系。范德华力是一种原子间作用力，当原子间距离特别小的时候为排斥力，当原子间距离稍大时表现为吸引力，如下图所示。
AFM如图所示的原理图（Tip)、悬臂(Cantilever)、光路（包括Laser、Mittor和Position Sensitive Photodiode）由此组成，探针在范德华力的作用下移动，驱动悬臂变形，然后通过光路测量变形尺寸。变形尺寸可以通过公式转换为探针的位移。通过扫描整个样品，可以获得整个样品的表面形式。
有一种精密仪器广泛应用于大学和科研机构，称为扫描探针显微镜（scanning probe microscopy,SPM）在制定仪器采购计划时，您可以根据自己的需要购买不同的模块。除基本配置外STM，AFM此外，还有静电显微镜、磁性显微镜、扫描电化学显微镜等不少于十个模块可供选择。螺丝刀类似于组合套装，一把手，刀头可以随意匹配。
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