原子力显微镜是一种具有原子分辨率的表面形貌，电磁性能分析的重要仪器。1981年，STM(scanningtunelingmicroscopy，扫描隧道显微镜)由IBM-Zurich的Binindrohrer发明。1982年，Binnig首次观察到原子分辨图Si(7x7)。1985年，Binnig、Gerber、Quate开发成功地开发了首款原子力显微镜。在表面科学、纳米技术、生物电子等领域，SPM逐渐发展成为重要的多功能材料表征工具。

STM要求样品表面导电，探针与样品之间的相互作用力使微悬臂向上或向下偏转。激光用于测量悬臂的偏移量，以改变反射光的位置。这种检测方法首先由Meyer和Amer提出。机械运动（探针上、下、横向扫描运动）由精确的压电陶瓷控制。PSD用于激光反射检测。反馈和成像系统控制探针与样品表面之间的间距和最终处理试验结果。

AFM可以测试绝缘体的表面形状和性能。因为STM的基本原理是通过测量探针和样品表面的隧道电流来检测表面形状，而AFM是测量探针和样品表面之间的相互作用力。AFM由机械运动部分、悬臂偏转信号光学检测系统、控制信号反馈系统、成像和信息处理软件系统四部分组成。

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