具有(you)接觸、輕(qing)敲、相移成像(xiang)、抬(tai)升(sheng)等多種模式的(de)(de)掃描探針顯微(wei)鏡(jing)是(shi)一種綜(zong)合(he)的(de)(de)原子力(li)顯微(wei)鏡(jing).摩擦顯微(wei)鏡(jing).掃描隧道顯微(wei)鏡(jing).磁(ci)力(li)顯微(wei)鏡(jing)和靜(jing)電鏡(jing)組成的(de)(de)設備，能被測得的(de)(de)樣(yang)品的(de)(de)表面特征(zheng)，例如(ru)形態.粘彈.摩擦，吸附力(li)，磁(ci)性/電場(chang)等。

利用掃描探(tan)針顯微鏡可(ke)以(yi)實(shi)時(shi)獲取樣品(pin)表面實(shi)空間的三維圖像。它不(bu)僅能(neng)(neng)適(shi)應(ying)(ying)周期結(jie)(jie)構的表面探(tan)測(ce)，而(er)且能(neng)(neng)適(shi)應(ying)(ying)真空、大(da)氣、常溫、常壓等條件，還能(neng)(neng)用于非周期性表面結(jie)(jie)構的探(tan)測(ce)。樣品(pin)甚至可(ke)以(yi)浸入液體，無(wu)需特殊的樣品(pin)制備技術，此外，其理論橫向(xiang)(xiang)分辨(bian)率(lv)(lv)可(ke)以(yi)達(da)到(dao)(dao)0.1nm，而(er)縱向(xiang)(xiang)分辨(bian)率(lv)(lv)則可(ke)以(yi)達(da)到(dao)(dao)0.01nm，這(zhe)種方法(fa)可(ke)以(yi)得到(dao)(dao)物質表面的原子(zi)(zi)晶格圖象，這(zhe)是除場(chang)離子(zi)(zi)顯微鏡和高分辨(bian)率(lv)(lv)透(tou)射電(dian)子(zi)(zi)顯微鏡之(zhi)外，第(di)三種可(ke)以(yi)在原子(zi)(zi)尺度(du)上觀察物質結(jie)(jie)構的顯微鏡。

簡介掃(sao)描探針顯微控制技術：

1.MIMO控制(zhi)：顯微鏡控制(zhi)器要求對水(shui)平(ping)掃(sao)描(miao)(miao)和(he)垂(chui)直定(ding)位進行控制(zhi)。橫(heng)向平(ping)面x軸(zhou)的高速運(yun)動引起軸(zhou)向振(zhen)動，而(er)橫(heng)向快(kuai)速掃(sao)描(miao)(miao)將導致試樣(yang)(yang)(yang)與試樣(yang)(yang)(yang)產生垂(chui)直振(zhen)動。耦合性造成的定(ding)位誤差嚴重影(ying)響SPM的成像質量，甚至破(po)壞探頭(tou)和(he)掃(sao)描(miao)(miao)樣(yang)(yang)(yang)品。

2.水(shui)平方向控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)：水(shui)平方向控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)使探頭能(neng)夠通過控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)壓電驅(qu)動器對樣品表(biao)面進(jin)行重復光柵掃描，也就(jiu)是說，在X軸(zhou)上(shang)反(fan)復快速(su)地(di)跟(gen)(gen)蹤三角(jiao)波軌(gui)跡，并在Y軸(zhou)上(shang)對斜率(lv)軌(gui)跡進(jin)行相對緩(huan)慢的跟(gen)(gen)蹤。通過橫向控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，SPM探頭可(ke)以快速(su)、準確地(di)跟(gen)(gen)蹤樣品表(biao)面的掃描軌(gui)跡，從(cong)而(er)達(da)到SPM的高(gao)速(su)掃描精度和掃描速(su)度。

3.垂直(zhi)方向控(kong)制(zhi)：顯微鏡的(de)垂直(zhi)方向由壓電驅動器控(kong)制(zhi)，以控(kong)制(zhi)探頭(tou)與樣(yang)品(pin)表面的(de)距離，從(cong)而使探頭(tou)與樣(yang)品(pin)表面之間的(de)物理(li)相互作用穩定(或者，探針與試樣表面(mian)的距離保持穩定)。垂向精(jing)度(du)(du)直接影響SPM和納米(mi)加工的成像(xiang)(xiang)精(jing)度(du)(du)，定位速度(du)(du)影響SPM成像(xiang)(xiang)速度(du)(du)。