扫描探针显微镜 for Ntegra spectra

扫描探针显微镜安全操作及保养规程简介扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscope，SPM）是一种非常重要的物理、化学、生物实验室设备。

它可以用于分子、原子水平的表面形态特征的观察，从而为理解表面物理、化学、生物学的基本规律提供了帮助。

本文主要介绍扫描探针显微镜的安全操作及保养规程。

安全操作1.使用前请检查仪器设备是否完好。

对于已损坏的仪器设备，请及时报修或更换。

2.在使用扫描探针显微镜前，应戴上手套、口罩、护目镜以及实验服等个人防护用品，避免强光照射。

3.在使用扫描探针显微镜前，请先仔细阅读使用手册，并参考实验教师的指导。

4.在操作时，请勿将手伸入试验仪器，以免被探针划伤或弯曲。

5.在操作前需要先将仪器组装好，运行后进行试验。

6.我们需要在SPM操作镜头正前方平面上涂覆样品。

样品处理要确保样品是干燥、净的和适当地铺在扫描头上。

7.需确保实验舱内的温度、湿度以及气氛等环境指标符合实验要求。

需要特别注意的是，应避免尤其是避免将扫描探针显微镜接通电源后，进行调整与安装工作，此过程中的误操作会对人员安全生命构成重大的威胁。

同样，任何情况下都不得将未得到学校许可或未通过审核的仪器、设备、电器加入SPM系统中，以免造成波及，谢谢您的合作。

保养规程SPM是一种高精度设备，因此需要正确的保养。

正确的保养可以扩大设备寿命，提高设备精度，在很大程度上影响用户实验研究的准确性和科学性。

此处我们将介绍SPM保养的规程：1.坚持对设备进行定期的保养。

对设备进行常规的保养，可以防止故障的发生、维修的次数减少及设备寿命的提高。

对于设备保养，可以参考相关的使用手册及保养手册。

2.对于设备进行定期的维护润滑。

定期使用硅橡胶浮子进行润滑，可以使探针头与样品之间减小摩擦，从而提高设备的使用寿命。

3.定期对设备进行清洁。

在使用设备时，应避免将灰尘、液滴或其他物质附着在设备内部或外部，可使用抗静电布对设备进行擦拭。

扫描探针显微镜原理扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscope，SPM）是一种通过扫描探测器表面的探针来获取样品表面形貌和性质的显微镜。

它的工作原理基于根据样品表面的形貌变化，通过探测器与样品表面之间的相互作用力测量来获得显微图像。

在扫描探针显微镜中，探测器通过一系列控制机构移动并探测样品表面的特征。

其中最常使用的探测器是探针，它通常是由纳米尺寸的针状探头构成，例如扫描电子显微镜中的原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）和扫描隧道显微镜（Scanning Tunneling Microscopy，STM）。

在AFM中，探针通过控制探测器的位置，使得探针与样品表面保持一定的距离，并通过弹性变形或电力作用测量样品表面与探针之间的相互作用力。

这个相互作用力的变化可以通过探测器的位置和力传感器来测量，从而得到样品表面形貌的信息。

通过扫描探针与样品表面的相对运动，可以逐点测量并构建出样品表面的三维形貌图像。

在STM中，探针与样品之间的相互作用力主要是电荷之间的库仑作用力。

当探针和样品表面之间存在一定的电压差时，电子会通过隧道效应穿过探针与样品之间的空隙，形成隧道电流。

根据隧道电流的强度，可以推断出样品表面的形貌信息。

通过调整电压和探针的位置，可以扫描整个样品表面，并获得高分辨率的原子级图像。

与传统的光学显微镜相比，扫描探针显微镜具有更高的分辨率和更强的表面灵敏度。

它不依赖于样品的透明性或反射性，可以用于观察各种类型的样品，包括生物样品、纳米材料和表面结构复杂的材料等。

因此，扫描探针显微镜在材料科学、生物学和纳米技术等领域具有广泛的应用前景。

2023年扫描探针显微镜行业市场发展现状扫描探针显微镜是一种新型的高分辨率显微镜技术，可以对固体表面进行原子尺度的成像和分析。

随着科学技术的不断发展，扫描探针显微镜在材料科学、纳米技术、生物科学等领域的应用越来越广泛，成为了一个新兴的市场。

本文将分析扫描探针显微镜行业的市场发展现状。

一、市场概述扫描探针显微镜是一种用于研究物质表面形貌及其物理性质的超高分辨率仪器。

目前市场上主要有STM（扫描隧道显微镜）、AFM（扫描探针显微镜）、TEM（透射电子显微镜）和SEM（扫描电子显微镜）等几种类型的扫描探针显微镜。

市场需求方面，扫描探针显微镜可以广泛应用于材料科学、纳米技术、生物科学、电子工程、化学等领域。

自20世纪80年代中期以来，扫描探针显微镜技术发展迅速，市场需求不断增加。

二、市场现状扫描探针显微镜行业市场规模较大，且增长较快。

2020年，全球扫描探针显微镜市场规模约为37亿元人民币，预计到2025年将达到50亿元人民币，年复合增长率约为6%。

在市场竞争方面，国际上大型企业主要集中在欧美地区，如美国的Bruker、维修和日本的俄罗斯等。

国内的主要企业有天津科研仪器厂、上海纳分仪器等。

在应用领域方面，扫描探针显微镜的应用范围越来越广泛。

材料科学、纳米技术和生物科学领域的需求是最主要的，占据市场的主导地位。

三、市场前景扫描探针显微镜作为一项关键技术，其前景非常广阔。

未来随着科技的发展，要求成像分辨率越来越高，同时也要求成像速度越来越快。

扫描探针显微镜技术将会不断地改进和升级，使其在更广泛的领域得到应用。

未来市场需求将从传统的材料科学、纳米技术、生物科学等领域向新兴领域拓展，如能源领域、电子信息领域、医疗健康领域等。

同时，随着科技水平的不断提高，新型扫描探针显微镜设备的研发和生产成本也将不断降低，为技术的进一步普及提供了更大的空间。

总之，扫描探针显微镜技术在未来将有着广泛的市场前景和应用前景。

对于相关企业来说，要把握技术发展趋势，不断改进和优化技术，以满足市场需求，实现长期的发展。

扫描探针显微镜形貌分析　扫描探针显微镜（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅｓ简称ＳＰＭ）包括扫描显微镜（ＳＴＭ）、原子力显微镜（ＡＦＭ）、激光力显微镜（ＬＦＭ）、磁力显微镜（ＭＦＭ）、静电力显微镜以及扫描热显微镜等，是一类完全新型的显微镜。

它们通过其端粗细只有一个原子大小的探针在非常近的距离上探索物体表面的情况，便可以分辨出其它显微镜所无法分辨的极小尺度上的表面细节与特征。

由于采用了扫描探针技术，这显微镜轻而易举地克服了光学显微镜所受的Ａｂｂｅ　囿限，能够以空前的高分辨率探测原子与＋分子的形状，确定物体的电、磁与机械特性，甚至能确定温度变化的情况。

使用这种显微镜时无需在物理学、化学、生物、微电子学与材料科学等领域获得了极为广泛的应用，以至人们逐渐认识到：这类显微镜的问世不权权是显微技术的长足发展，而且标电着一个科技新纪元－－纳米科技时代的开始。

　１９８２年，国际商业机器公司苏黎世实验室的葛・宾尼（Ｇｅｒｄ　Ｂｉｎｎｉｇ）博士和海・罗雷尔（Ｈｅｉｎｒｉｃｈ　Ｒｏｈｒｅｒ）博士及其同事们共同研制成功了世界第一台扫描隧道显微镜（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，以下简称ＳＴＭ）。

它的出现，使人类第一次能够实时地观察单个原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理、化学性质，在表面科学、材料科学、生命科学等领域的研究中有着重大的意义和广阔的应用前景，被国际科学界公认为八十年代世界十大科技成就之一。

为表彰ＳＴＭ的发明者们对科学研究的杰出贡献，１９８６年宾尼和罗雷尔被授予诺贝尔物理学奖。

　在ＳＴＭ出现以后，又陆续发展了一系列工作原理相似的新型显微技术，包括原子力显微镜（Ａｔｏｍｉｃ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，以下简称ＡＦＭ）、横向力显微镜（Ｌａｔｅｒａｌ　Ｆｏｒｃｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，以下简称ＬＦＭ）等，这类基于探针对被测样品进行扫描成象的显微镜统称为扫描探针显微镜（Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｐｒｏｂｅ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，以下简称ＳＰＭ）。

扫描电子显微镜观测指南扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种高分辨率显微镜，广泛用于材料科学、生物学、地质学等领域的观察和分析。

下面是一个扫描电子显微镜观测的指南，帮助你了解SEM的基本原理和使用方法。

1.基本原理：SEM通过向样品表面发射高速电子束，并在样品表面扫描，测量和记录来自样品的二次电子、反射电子和透射电子的信号，从而获取样品的表面形貌和成分信息。

2.样品制备：SEM观察的样品通常需要进行金属涂覆，以增加导电性，避免电荷积累和样品表面损伤。

常用的金属包括金、银、铜等。

制备样品时还要注意样品表面的清洁度和平整度，以确保SEM观察的准确性。

3.仪器准备：SEM使用前需要进行仪器的准备工作。

首先确保仪器与电源连接，打开真空系统并将真空度调节到合适的范围。

同时检查探针电压、电子束流强度和显微镜杆的位置调节，以确保仪器正常运行。

4.参数调节：SEM观察时，需要根据样品的性质和所需分辨率等要求，调整仪器的工作参数。

主要包括加速电压、工作距离、扫描速度、探针电流等。

不同样品可能需要不同的参数设置，选择合适的参数可以提高观察效果。

5.观察模式：SEM有不同的观察模式，根据所需观察的信息和样品性质选择合适的模式。

常用的模式包括二次电子成像（SEI）、反射电子成像（BEI）、透射电子成像（TEI）等。

不同模式观察到的信息各不相同，可以从不同角度对样品进行分析。

6.图像采集和处理：SEM观察到的图像通常以数字图像的形式保存。

采集过程中，可以调整亮度、对比度、增强图像细节等参数，以获得更好的图像质量。

采集到的图像可以保存、打印和进行分析处理，例如测量颗粒大小、分析元素成分等。

7.保养与维护：SEM是一种复杂的仪器设备，需要定期保养和维护。

使用后要及时清理样品台、杆筒、电子枪等部分，以保持仪器的干净和稳定。

同时，要定期检查和校准仪器的各项参数，确保仪器的正常运行。

扫描电⼦显微镜（SEM）和电⼦探针显微分析装置（EPMA）扫描电⼦显微镜和电⼦探针显微分析仪基本原理相同，但很多⼈分不清其差异，实际上需要使⽤电⼦探针领域⽐较少，⽽扫描电镜相对普遍。

扫描电⼦显微镜（SEM），主要⽤于固体物质表⾯电⼦显微⾼分辨成像，接配电⼦显微分析附件，可做相应的特征信号分析。

最常⽤的分析信号是聚焦电⼦束和样品相互作⽤区发射出的元素特征X-射线，可⽤EDS（X-射线能谱仪）或者WDS（X-射线波谱仪）进⾏探测分析，获得微区（作⽤区）元素成分信息，⽽WDS这个电⼦显微分析附件却来源于EPMA。

另外⼀个重要信号是背散射电⼦（Bse），其中⾼能Bse还可作为晶体衍射信号,使⽤EBSD装置获取微区晶体结构取向信息，EBSD⾃1990年代发展以来，近20年应⽤发展迅速。

扫描电镜及扫描电⼦显微分析附件（EDS、WDS、EBSD）SEM作为⼀个电⼦显微分析平台，分析附件可根据⽤户需要来选配，有需要这个的，有需要那个的，因此扫描电镜结构种类具有多样性，从tiny、small、little style，to middle、large、huge style.就EDS或WDS分析技术来讲，在SEM上使⽤，基本上使⽤⽆标样分析，获得电⼦束样品作⽤区内相对粗糙的半定量结果，因此SEM配置EDS⾮常普遍，⽽配置WDS⽐较少，其中EDS可以探测到微量元素的存在，WDS可以获得痕量元素的存在。

商品化EPMA产⽣于1955年左右，⽐SEM商品化提前10年，其主要⽬的是要精确获得微⽶尺度晶粒或颗粒的成分信息，利⽤电⼦束样品作⽤区发射的特征X射线，使⽤探测分析⼿段是WDS，⼀般配置4道WDS，中⼼对称布置在电⼦束周围，基于此标配，EPMA结构⽐较单⼀，各品牌型号结构差距不⼤。

电⼦探针显微分析装置EPMA结构原理电⼦探针显微分析系统EPMAEMPA主要追求微区化学定量结果精准，因此电⼦光学分辨率设计相对宽松，电⼦显微分析对汇聚束束电流要求较⼤，束斑较粗。

原子力—拉曼光谱多模式扫描探针显微镜技术指标原子力—拉曼光谱多模式扫描探针显微镜技术指标一、用途1.可作为光学共焦拉曼显微镜用于三维成像和光谱分析；2.可作为扫描探针显微镜（SPM）使用；3.在同一样品区域测试时，可实现针尖增强拉曼光谱（TERS），同时获得高分辨形貌图像和拉曼光谱。

二、技术规格1.扫描探针显微镜技术规格1.1工作模式1.1.1接触模式1.1.2半接触模式1.1.3非接触模式1.1.4相位成像1.1.5力曲线/力谱测量1.1.6扫描隧道显微镜（STM）1.1.7导电原子力显微镜1.1.8扫描近场光学显微镜1.2扫描范围配置2~3个不同量程SPM扫描器，可实现大范围（不小于90μm）扫描及原子级高分辨成像。

1.3分辨率1.3.1纵向分辨率用AFM和STM模式对石墨样品进行5~10 nm范围的扫描成像，测量图像中石墨的台阶高度值，以此值来表征仪器的纵向分辨率，要求测量值在：0.30~0.38nm范围内。

1.3.2横向分辨率用STM模式对HOPG样品进行5nm扫描范围成像，得到清晰HOPG原子像，测量图像中相邻HOPG原子的间距值，以此值来表征仪器的STM横向分辨率，要求测量值在：0.25~0.30nm范围内。

1.4噪声水平：XY方向噪音水平小于0.1 nm；Z方向噪音水平小于0.04nm；1.5样品尺寸XY方向上均不小于10 mm，Z方向不小于10 mm；1.6光学辅助观察系统：配备可用于样品对准的彩色CCD和样品台位置调节装置，样品台控制移动范围在XY两个方向均不小于5mm，物镜垂直方向移动范围超过400mm，或者可实现类似功能的其它解决方案；1.7扫描方式：可以进行开环、闭环两种方式扫描，且针尖增强拉曼光谱仪也可在这两种方式下工作；2.激光共聚焦拉曼光谱仪的技术规格：2.1配置波长为400 ~ 800 nm的激光器三~四个，且易于进行激光器之间的切换；2.2设备的三维拉曼成像的空间分辨率：在532 nm激光条件下：XY方向不大于300 nm，Z方向不大于700 nm；2.3设备的光谱分辨率：在532 nm激光条件下优于0.5 cm-1；2.4设备的光谱灵敏度能够分辨出硅的拉曼四级峰；3.AFM-Raman以及TERS的技术规格：3.1基于STM，AFM，剪切力显微镜等多种操作模式的TERS功能，并至少演示一种模式的样品增强作为TERS验收。

扫描探针显微镜使用方法说明书使用扫描探针显微镜的方法说明书第一部分：引言在科学研究和相关学科领域，显微镜是一种不可或缺的工具。

扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscope，简称SPM）是一种非常重要的显微镜，广泛应用于纳米尺度下的表面形貌观测和材料性质的测量。

本说明书将为您介绍扫描探针显微镜的使用方法。

第二部分：仪器基本构造SPM主要由扫描单元和控制单元组成。

扫描单元包括扫描探针和样品台，控制单元包括控制面板和电脑连接接口。

第三部分：准备工作1. 确保实验室环境整洁、无尘，并保持适宜的温度和湿度。

2. 打开仪器电源，确保所有指示灯均正常亮起。

3. 检查样品台表面有无杂质，如果有，请使用无尘纱布轻轻擦拭。

4. 准备扫描探针，从存放盒中取出并确认表面无损伤。

5. 将扫描探针插入扫描单元，确保连接牢固。

第四部分：操作步骤1. 打开控制面板软件，并连接SPM仪器。

2. 在软件界面上选择合适的扫描模式，如原子力显微镜（Atomic Force Microscopy，AFM）或磁力显微镜（Magnetic Force Microscopy，MFM）。

3. 设定扫描参数，包括扫描速度、扫描范围和采样点数等。

4. 载入样品，切记保持样品平整，并固定在样品台上。

5. 选择适当的探针和扫描模式，并进行扫描区域的选择。

6. 开始扫描，观察样品表面的变化，并通过显微镜界面实时监控。

7. 根据需要调整扫描参数，以获得更准确的结果。

第五部分：操作注意事项1. 操作前确保已仔细阅读仪器的用户手册，并按照说明进行操作。

2. 避免直接用手触摸样品和探针，在操作过程中需佩戴手套，以防止外界污染。

3. 注意仪器的安全使用，避免碰撞或震动。

4. 在操作过程中要保持耐心，避免过度扫描或频繁更换探针。

5. 定期对仪器进行维护和校准，以保证其稳定性和准确性。

第六部分：结果分析与展示扫描探针显微镜可以获得高分辨率的表面形貌图像和有关材料性质的信息。

扫描电子显微镜原理和应用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）是一种现代的高分辨率显微镜，利用电子束对样品进行扫描来获得其表面形貌和成分分布的信息。

它以其出色的分辨率和深度视野而在科学研究、材料分析、生物学和工程等领域得到广泛应用。

SEM的原理基于电子物理学。

它主要包含了两个关键组件：电子光源和探测器。

电子光源通常使用热阴极或场致发射器来发射电子束。

这些电子被加速并聚焦成一个细束，然后由透镜系统进行进一步聚焦，形成一个小的光斑。

电子束的能量通常在数千至数万伏特之间。

SEM相比于传统的光学显微镜具有更高的分辨率和更大的深度视野。

其分辨率通常在纳米级别，远远超过了光学显微镜的分辨能力。

同时，SEM还能提供三维表面形貌信息。

由于它的高分辨率和深度视野，SEM在许多领域的研究和实践中得到了广泛应用。

在材料科学和工程领域，SEM常用于材料表面形貌的观察和分析。

通过SEM，可以观察到材料中的微观结构、晶粒大小和排列方式等细节信息。

SEM也被应用于表面覆盖层分析，如金属薄膜、涂层和液晶显示屏等。

通过SEM，可以定量评估这些表面层的质量和均匀性。

在生物学研究中，SEM被广泛应用于生物样品的形态学研究。

通过SEM，可以观察和研究生物细胞、细胞器和细胞表面的微结构。

SEM还可以用来观察昆虫、植物花粉和微生物等微小生物的形貌。

SEM还在矿物学、地质学和考古学等领域中发挥重要作用。

通过SEM，能够观察到矿物和岩石中的微观结构和成分分布。

这些信息对于分析矿物的形成过程、岩石的变质和变形等具有重要意义。

在考古学中，SEM可以用于观察和分析古物的微观特征，并帮助研究人员了解古代文化和艺术的制造技术。

总之，扫描电子显微镜是一种非常强大的工具，能够提供高分辨率的表面形貌和成分分布信息。

它在科学研究、材料分析、生物学和工程领域有着广泛的应用前景，为我们对微观世界的研究提供了有力的支持。

纳米材料的几种扫描探针显微表征方法
褚宏祥
【期刊名称】《光电技术应用》
【年(卷),期】2009(024)005
【摘要】扫描探针显微镜(SPM)作为一种广泛应用的表面表征工具,不仅可以表征三维形貌,还能定量地研究表面的粗糙度、孔径大小和分布及颗粒尺寸,在许多学科均可发挥作用.以纳米材料为主要研究对象,综述了国外最新的几种扫描探针显微表征技术,包括扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)和近场扫描光学显微镜(SNOM)等方法, 展示了这几种技术在纳米材料的结构和性能方面的应用.
【总页数】4页(P27-29,43)
【作者】褚宏祥
【作者单位】曲阜师范大学激光研究所,山东,曲阜,273100;淄博师范高等专科学校科研处,山东,淄博,255130
【正文语种】中文
【中图分类】O434.14
【相关文献】
1.扫描探针显微镜在纳米材料表征中的应用 [J], 包生祥;王志红;李红霞;曾慧中;戴林杉;陈琨
2.用于原子力显微镜的qPlus探针的扫描电镜表征 [J], 谢宇辰;陈科蓓;刘争晖;陈家凡;钟海舰;张春玉;宋文涛;徐耿钊;徐科
3.互补的微分析方法-扫描电子显微术和扫描探针显微术 [J], 王晓平;李凡庆;吴自
勤
4.基于扫描探针显微镜的几种洋酒AFM扫描图 [J], 吴士业;张敬雨;钟世荣;何彪;刘云波;赵金松
5.扫描透射电子显微镜探针尺寸的表征 [J], 朱亚璟;黄森
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2023年扫描探针显微镜行业市场规模分析扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscopy，SPM）是一种通过感应和利用具有精细控制的探头对原子尺度或纳米尺度表面进行扫描，获得表面形貌和化学、物理等性质信息的技术。

其主要包括原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）和扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope，SEM）。

自20世纪80年代诞生以来，SPM技术已经发展成为纳米技术、材料科学、生命科学等领域重要的研究工具，其应用领域广泛，包括材料加工、生物医学、电子学、纳米电子学、化学等。

根据市场研究报告，全球扫描探针显微镜市场规模约为8.5亿美元，预计到2026年将达到15亿美元左右，复合年增长率为8.5%左右。

全球市场扫描探针显微镜市场由原子力显微镜和扫描电子显微镜组成，其中原子力显微镜占据市场主体。

根据市场研究机构的统计数据，2019年全球原子力显微镜市场份额为81%左右，2020年预计增加至85%左右，扫描电子显微镜市场份额分别为19%和15%。

可以看出，原子力显微镜是目前全球市场占有率最大的扫描探针显微镜，发展前景较为广阔。

亚太地区市场亚太地区市场占据全球扫描探针显微镜市场的重要位置。

根据市场分析，亚太地区占据的市场份额较大，主要集中在日本、中国、韩国和印度等地。

随着新型科技的持续涌现，亚太地区作为全球扫描探针显微镜市场的主要出产和消费地区，也在逐渐成为全球扫描探针显微镜市场的重要推动方。

应用领域扫描探针显微镜技术具有应用范围广阔的特点，目前主要应用于以下领域：1. 材料科学领域扫描探针显微镜技术可用于研究各种材料的形貌、结构、性质等，为材料科学领域带来了巨大的推动力。

尤其是在纳米材料的研究中，扫描探针显微镜技术的应用更为广泛，尤其是在各种纳米材料的制备技术研究中，扫描探针显微镜技术的优势更为明显。

2. 生命科学领域扫描探针显微镜技术也在生命科学领域中得到广泛应用，包括细胞和分子的研究、生物分子医学、环境生物学、医学等领域。

实验三 扫描探针显微镜的构造及形貌分析一、目的要求1.了解扫描探针显微镜的结构和构成以及其所包含的功能2.了解扫描探针显微镜的实验条件3.掌握扫描探针显微镜的成像原理及成像条件4.掌握扫描探针显微镜的样品前处理5.学会分析扫描探针显微镜的数据结果二、扫描探针显微镜的基本结构和工作原理1.扫描探针显微镜的基本结构扫描探针显微镜大体由探针、激光光路，扫描头、反馈与扫描控制电路，与数据采集和显示系统组成。

⑴探针：探针是扫描探针显微镜中探测样品表面信息的一个探头，其末端半径非常小。

扫描探针显微镜为一个有弹性很好的水平微悬臂支撑的金字塔型晶体针尖，一般在扫描探针工作的时候，针尖末端距离样品表面的距离只有几个埃左右，其与样品之间的相互作用力为范德华作用力，随着距离的变化迅速衰减。

四象限光电位置探测器实际由四个光电探测器组成，每个探测器为一个象限；当激光灯打在四象限位置探测器上，每一个象限将会接收到光信号，并且将一定强度的光信号转换为相应大小的电信号，通过四个象限的光强之差的大小，可探知光斑中心的位置，其中上两个象限（A 和B ）与下两个象限（C 和D ）的相对光强差（DIF 值）的大小代表了光斑在垂直方向上偏离中心的偏离量。

表示了悬臂的垂直弯曲量，左象限（B 和C ）与右象限（A 和D ）相对光强差（FFM 值）代表光斑水平偏离中心的偏离量，表示悬臂的横向扭曲量。

其探测针尖悬臂形变的原理为：整个激光光路系统是一个光杠杆放大器，当针尖与样品间的距离边小时，其相互作用力变大，导致针尖悬臂产生微小的形变。

针尖的微小形变导致了由针尖反射到检测器（四象限探测器）的激光光斑中心发生了偏移，由于整个光路的长度是针尖悬臂长度的几百到上千倍，所以整个光路将针尖微小的形变放大了上千倍，所以整个光路将针尖微小的形变放大了上千倍，达到了微米级四象限探测器可以将光斑中心离距离探测器中心的距离线性的 B A C D转化成电压，并且这种微米级的光斑移动可以被四象限检测器轻易检测到。