原子力显微镜（AFM）使用微悬臂梁来感测和放大悬臂上的尖锐探针与被测样品原子之间的力，从而达到原子分辨率检测的目的。由于原子力显微镜可以同时观察导体和非导体，因此可以弥补扫描隧道显微镜的缺点。 在原子力显微镜（AFM）系统中，它可以分为三个部分：力检测部分，位置检测部分和反馈系统。

一、力检测部分

在原子力显微镜（AFM）系统中，待检测的力是原子和原子之间的范德华力。因此，在该系统中，使用微小的悬臂来检测原子之间的力的变化量。微悬臂梁通常由硅或氮化硅晶片制成。

其通常为100至500μm长且约500nm至5μm厚。微悬臂梁的端具有尖锐的端，其检测样品和端之间的相互作用。微小的悬臂具有一定的规格，例如长度，宽度，弹性模量和端的形状。根据样品的特性和操作模式选择这些规格，并选择不同类型的探针。

二、位置检测部分

在原子力显微镜（AFM）的系统中，当针尖与样品之间有了交互作用之后，会使得悬臂cantilever摆动，当激光照射在微悬臂的末端时，其反射光的位置也会因为悬臂摆动而有所改变，这就造成偏移量的产生。在整个系统中是依靠激光光斑位置检测器将偏移量记录下并转换成电的信号，以供SPM控制器作信号处理。

三、反馈系统

在原子力显微镜（AFM）系统中，在通过激光检测器接收信号之后，该信号被用作反馈系统中的反馈信号作为内部调节信号并且驱动通常由压电陶瓷管制成的扫描。适当地移动装置以在样品和端之间保持一定的力。

AFM系统使用由压电陶瓷管制成的扫描仪来准确控制小扫描运动。压电陶瓷是一种特殊材料。当电压施加到压电陶瓷的对称两个端面时，压电陶瓷沿特定方向伸长或缩短。伸长或缩短的大小与施加电压的大小成线性关系。

也就是说，可以通过改变电压来控制压电陶瓷的微伸缩。通常，表示X，Y和Z方向的三个压电陶瓷块形成三脚架形状，并控制X-Y方向以达到驱动探针扫描样品表面的目的;通过控制Z向压电陶瓷的膨胀和收缩实现了控制探针和样品之间距离的目的。

原子力显微镜（AFM）结合了上述三个部分来展示样品的表面特征：在原子力显微镜（AFM）系统中，使用微小的悬臂来感测端和样品之间的相互作用。该力使微悬臂振荡，然后激光用于照亮悬臂的末端。

当形成摆动时，改变反射光的位置以产生偏移，并且激光检测器记录偏移。此时的信号也将被发送到反馈系统，以便于系统的正确调整，至后样品的表面特征将作为图像显示。

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