原子力显微镜（AFM）

原子力显微镜（AFM）使用安装在悬臂上的尖锐探针，如图所示。当样品和探针足够接近时，样品对悬臂施加短程力，包括范德华力引起的吸引力、Pauli排斥原理引起的排斥力和化学来源的可变力。力也可能是长程的，由库仑相互作用产生。最简单的AFM通过光学或电子方法检测探针与样品表面接触时悬臂的力诱导偏转。最近，非接触式AFM在原子分辨率成像固体表面方面取得了很大进展。检测原子力的常用技术是测量由于样品与探针之间的非线性力引起的悬臂共振频率的偏移（如图所示）。在目前最先进的仪器中，横向和垂直分辨率分别为10 pm和一到几pm

下图显示了一组非接触式AFM的GaAs表面图像。当样品与悬臂探针之间的最近距离短于约0.1纳米时（b和c），可实现原子分辨率。在（a）中获得的稍大最近接近距离下的模糊对比，被认为表明样品表面下存在带电缺陷。