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原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)是一種可用來研究包括絕緣體在內的固體材料表面結構的分析儀器，相對于掃描電子顯微鏡，AFM具能夠提供真正的三維表面圖。同時，AFM不需要對樣品的任何特殊處理，如鍍銅或碳，這種處理對樣品會造成不可逆轉的傷害。
在原子力顯微鏡的系統可分成力檢測部分、位置檢測部分和反饋系統三個部分。
力檢測部分
在原子力顯微鏡的系統中，所要檢測的力是原子與原子之間的范德華力。所以在本系統中是使用微小懸臂來檢測原子之間力的變化量。微懸臂通常由一個一般100~500μm長和大約500nm~5μm厚的硅片或氮化硅片制成。微懸臂頂端有一個尖銳針尖，用來檢測樣品-針尖間的相互作用力。這微小懸臂有一定的規格，例如：長度、寬度、彈性系數以及針尖的形狀，而這些規格的選擇是依照樣品的特性，以及操作模式的不同，而選擇不同類型的探針。
位置檢測部分
在原子力顯微鏡的系統中，當針尖與樣品之間有了交互作用之后，會使得懸臂cantilever擺動，當激光照射在微懸臂的末端時，其反射光的位置也會因為懸臂擺動而有所改變，這就造成偏移量的產生。在整個系統中是依靠激光光斑位置檢測器將偏移量記錄下并轉換成電的信號，以供SPM控制器作信號處理。
反饋系統
在原子力顯微鏡的系統中，將信號經由激光檢測器取入之后，在反饋系統中會將此信號當作反饋信號，作為內部的調整信號，并驅使通常由壓電陶瓷管制作的掃描器做適當的移動，以保持樣品與針尖保持一定的作用力。
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