儀器上spm什麼意思

㈠ 掃描探針顯微鏡的應用誰知道

掃描探針顯微鏡用於單原子操縱；掃描探針顯微鏡用於生物技術和生命科學；掃描探針顯微鏡用於信息技術等。選擇掃描探針顯微鏡推薦Park NX-Hivac。

Park NX-Hivac允許故障分析工程師通過高真空SSRM提高測量的靈敏度和解析度。高真空掃描能提供比大氣或乾燥的N2條件下更高的精度、更好的可重復性，還能減少針尖和樣品的損傷，用戶從而可以在失效分析應用中測量更廣闊范圍的塗料濃度和信號響應。
在高真空條件下進行SSRM(Scanning Spreading-Resistance Micros-掃描擴展電阻顯微鏡)測量能夠減少所需的針尖-樣品相互作用力，這可顯著減少對樣品和針尖的損傷，並能延長每個針尖的壽命，使掃描更方便，並能通過提高空間解析度和信噪比從而提供更准確的結果。高吞吐量、低成本、高精度使得NX-Hivac成為為故障分析工程師提供的高真空SSRM測量的最優選擇。

想要了解更多關於顯微鏡的相關信息，推薦咨詢Park原子力顯微鏡。Park原子力顯微鏡具有綜合性的掃描模式，因此可以准確有效地收集各種數據類型；從使用世界上唯一的真非接觸模式用來保持探針的尖銳度和樣品的完整性，到先進的磁力顯微鏡， Park在原子力顯微鏡領域為客戶提供最具創新、精確的模式。

㈡ 實際觀察樣品如何選擇合適的形貌觀察手段

光學顯微鏡
光學顯微技術是在微米尺度上觀察礦物形貌及結構的較普遍的方法，有實體、偏光和反光3種類型。
實體顯微鏡能較為直觀地放大物體，放大倍數不高，一般為幾倍至100倍，可以觀察礦物形態、解理以及表面較明顯的微形貌結構。
偏光顯微鏡能放大數十倍到數百倍，可以觀察礦物的雙晶、解理、塊狀或隱晶集合體形態等特徵。
圖24-1 透射相襯顯微鏡的光學系統示意圖
圖24-2 掃描電子顯微鏡結構示意圖
反光顯微鏡通常用於不透明礦物的集合體形態的觀察。
二、相襯顯微鏡
相襯顯微鏡能夠觀察到礦物表面納米（nm）尺度的分子層厚度，對推動晶體表面微形貌的研究起了極其重要的促進作用。
相襯顯微鏡的光學系統能將入射光產生的位相差轉換為振幅（或強度）差。前者肉眼無法辨認，經轉換後就能直接觀察位相差所反映的物體表面（反射）或內部（透射）的結構細節。
相襯顯微鏡的結構與普通偏光顯微鏡相似，所不同的是在聚光鏡下方插入了一個環形空圈板；另有幾個安裝有位相板的相襯物鏡及同軸調整望遠鏡3個特殊部分。環形空圈板的作用在於提高解析度；位相板（即位相過濾器）的作用是加大圖像的襯比度。相襯顯微鏡有透射式與反射式兩種類型（透射式的光學系統見圖24-1），前者用於觀察薄片中礦物內部顯微構造，後者用於觀察晶體表面。藉助相襯顯微鏡，能清晰看到微米（μm）級、具立體感的微觀形貌，對探索礦物的結晶狀態和生長機制，提供了許多用常規方法不能獲得的豐富信息。
三、電子顯微鏡
電子顯微鏡包括透射電鏡（TEM）和掃描電鏡（SEM），是將電子束激發樣品微區產生的信號收集、放大並轉換成各種圖像、圖譜或強度數據，從而直接給出亞微觀尺度的樣品形貌、結構和成分的儀器。
透射電鏡的結構主要由電子槍、電磁透鏡（聚光系統）、成像系統、真空系統、顯像部分、電源部分及各種附件組成。結構上它與普通光學顯微鏡相似，不同的是，光學顯微鏡用沒備可見光作光源，在空氣介質中工作，聚光系統是玻璃透鏡，最高放大倍數為1000 倍左右，有效解析度為0.2μm；而透射電鏡則用電子束作射線源，由於電子波長很短，其分辨本領很高，為減少運動電子能量損失，在真空下工作，並採用雙電磁透鏡聚焦，以提高電子束強度和物鏡成像後的亮度，放大倍數由幾百倍到200萬倍，解析度達0.7～1nm，可觀察晶格像、位錯、晶體缺陷等微細結構的變化。透射電鏡的實驗技術，要求制備極薄（100～200nm）的透明樣品，目前主要通過離子減薄制樣技術獲得。
掃描電鏡是用細聚焦電子束在試樣表面掃描時激發產生二次電子（輔有背散射電子、吸收電子和特徵X射線），經收集、處理、放大後成二次電子像，從而獲得樣品表面的三維立體圖像（圖24-2）。掃描電鏡主要功能是進行高分辨的微形貌觀察。
目前掃描電鏡普遍的解析度是4～7nm，放大倍數可從10倍到30萬倍，中間連續可調，圖像清晰，立體感強。掃描電鏡制樣簡單，對具導電性樣品，不必經過加工，只要其大小不大於樣品座即可；對於非導電性樣品，需在表面噴鍍5～20nm厚導電膜，通常是用二次電子發射系數高的金或碳噴鍍（習慣稱鍍金或鍍碳）。近年發展起來的環境掃描電鏡除了不必噴鍍外，還可對活體進行觀察，適於進行礦物-生物相互作用研究。
除以上礦物形貌研究方法外，還有光學測角儀，主要對晶體的面角進行測量。
四、掃描探針顯微鏡
探針顯微鏡（Scanning Probe Microscope，簡稱SPM）是指那些以隧道效應為理論基礎發展起來的各種分析實驗方法。它們都是通過一個探針相對於樣品進行掃描，通過監測兩者之間電、光、力、磁場等隨針尖與樣品間隙的變化來獲取待測樣品表面的有關信息。SPM家族中拿睜最為重要的兩消察歲個成員是掃描隧道顯微鏡（Scanning Tunneling Microscope，簡稱STM）和原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope，簡稱 AFM），其他 SPM 技術均是在此兩種技術的基礎上發展而來的。1988年和1990年，STM和AFM相繼被引入礦物學的研究中，給礦物學、礦物材料學研究增添了一個有力工具。
1.掃描隧道顯微鏡
STM的基本原理是量子的隧道效應。所謂「隧道效應」是指當兩個電極間被加上一個偏壓並接近到一定程度時，電子從一個電極轉移到另一個電極而產生電流的現象，所產生的電流稱為隧道電流。根據產生隧道效應的原理，將原子限度的極細針尖和被研究物質表面作為兩個電極，當樣品與針尖的距離非常小（通常小於1nm）時，在外加電場作用下，電子會穿過兩個電極之間的絕緣層由一個電極流向另一個電極，這種現象即前面介紹的隧道效應。隧道電流I是電子波函數重疊的量度，與針尖和樣品之間的距離S及平均功函數X有關：
I∝Vbexp（-AX1/2S）
式中：Vb是加在針尖和樣品之間的偏置電壓；A為常數，在真空條件下約等於1；X為平均功函數
結晶學與礦物學
式中：X1和X2分別為針尖和樣品的功函數。
由上式可知，隧道電流強度對針尖與樣品間的距離非常敏感。當功函數為幾個eV時，S每改變0.1nm，I將改變一個數量級。因此，利用電子反饋線路控制隧道電流的恆定，並用壓電陶瓷材料控制針尖在樣品表面的掃描，探針在垂直於樣品表面方向上的高低變化就能反映出樣品表面的起伏。將針尖在樣品表面掃描時運動的軌跡直接在熒光屏或記錄紙上顯示出來，就得到了樣品表面費米能級附近狀態密度的分布或原子排列的圖像。這種掃描方式稱為恆流方式。也可控制針尖高度守恆掃描，通過記錄隧道電流的變化來得到樣品表面費米能級附近狀態密度的分布，這種掃描方式稱為恆高模式。因此一般的STM都有兩種工作方式：恆流模式和恆高模式。恆高模式可以採用較快的掃描速度，因此可以減小噪音和熱漂移的影響，較適合於礦物等較為復雜的物質表面的小范圍觀察。恆流模式則適合於低速掃描，常用於物質表面較大范圍的觀察。
掃描隧道顯微鏡的特點是STM實驗不需接觸樣品就可研究物質表面結構。STM具有原子級的解析度，使它成為目前解析度最高的表面分析儀器。STM可以在各種環境中進行實驗，STM可以直接觀察原子間轉移的過程。對於表面的吸附和滲透過程、礦物表面與溶液間的反應過程，STM可能描繪出較為詳細的機理。
雖然STM具有很多獨特的優點，但同時它也存在自己的局限性，如樣品表面原子種類不同，或樣品表面吸附有原子、分子時，由於不同種類的原子或分子團等具有不同的電子態密度和功函數，此時STM給出的等電子態密度輪廓不再對應於樣品表面原子的起伏，而是表面原子起伏與不同原子和各自態密度組合後的綜合效果。STM不能區分這兩個因素。STM所觀察的樣品必須具有一定程度的導電性，對於半導體，觀測的效果就差於導體。對於絕緣體則根本無法直接觀察。針尖形狀對圖像有嚴重影響。
2.原子力顯微鏡
AFM的探頭是對微弱力（如范德華力）極敏感的微懸臂。當微懸臂的針尖接觸樣品時，針尖尖端的原子與樣品表面的原子會產生極微弱的排斥力。掃描樣品時通過控制這種力使之恆定，針尖與樣品間作用力的等位面便能從原子尺度上反映礦物表面的微形貌。
AFM不僅適用於導電樣品，也適用於不導電樣品。
3.掃描探針顯微鏡在礦物學研究中的應用
SPM應用於與礦物有關的研究始於1988年。近10年來SPM已被廣泛應用於各種與礦物或礦物材料學研究有關的領域。
（1）礦物材料表面形貌研究
表面微形貌即表面的微觀幾何形態，是指特徵尺度一般在微米級、納米級到原子級的三維微觀形貌。
在表面定性觀察方面，SPM是目前解析度最高的分析儀器。掃描電子顯微鏡雖是用於固體物質形貌觀察的主要手段，但其解析度難以超過6nm。SPM 的橫向解析度可達原子級，因此SPM填補了物質微形貌觀察中解析度從6nm到原子級之間的空白，使微形貌研究可以在前所未有的高解析度水平上開展。在表面定量研究方面，SPM較其他分析手段更易實現表面二維、三維形貌數據的計算機採集和處理，進行形貌定量分析。因此SPM在表面形貌定量研究方面具有巨大潛力。國外近年來已開發出一些可計算材料表面二維參數的計算機軟體。
SPM在礦物和材料表面形貌研究中的應用已有不少實例，用SPM觀察到了很多礦物和其他材料表面重要的微形貌現象，如礦物表面的溶蝕現象、礦物和材料表面的生長紋等。
（2）礦物材料表面原子結構研究
SPM是目前唯一能在正空間觀察物質表面原子排布的儀器，因此目前這方面的研究最為活躍。已用SPM觀察到了若干礦物、有機和無機材料表面的原子排布、原子缺陷、表面重構、各種疇結構等重要的結構現象。如輝鉬礦表面鉬原子分布的STM圖像、單晶硅表面7×7重構現象的STM像、硬石膏解理面的AFM圖像，顯示了氧和鈣原子的排布等。
（3）礦物材料表面吸附和化學反應研究
表面吸附是表面科學研究中的重要課題。表面科學研究常常需要知道原子或分子吸附在表面的什麼部位？它們如何與基底聯結？用傳統的表面分析技術只能了解表面的平均性質，不能對吸附的原子或分子成像，難以確切回答以上問題。而SPM在這一領域有獨特的優點。由於SPM可在溶液中進行實驗，因此SPM可用於直接觀察表面的化學反應過程，如表面溶蝕過程和表面生長過程等。用SPM便獲得了金浸泡在KI溶液中，I原子吸附在金錶面的現象

㈢ 掃描隧道顯微鏡工作原理是怎樣的求答案

儀器簡介掃描探針顯微鏡是指一類通過微小探針在樣品表面掃描，將探針與樣品表面間的相互作用余態轉換為表面形貌和特性圖像的顯微鏡。它提供了表面的三維高空間分辨的圖像。
掃描探針顯微鏡(SPM)主要包括掃描隧道顯微鏡(STM)和原子力顯微鏡(AFM)兩種功能。完整的掃描探針顯微鏡由控制系統和顯微鏡系統組成。
掃描隧道顯微鏡的工作原理是利用電子隧道現象，將樣品本身作為一具電極，另一個電極是一根非常尖銳的探針。把探針移近樣品，並在兩者之間加上電壓，當探針和樣品表面相距只有數十埃時，由於隧道效應在探針與樣品表面之間就會產生隧穿電流，並保持不變。若表面有微小起伏，那怕只有原子大小的起伏，也將使穿電流發生成千上萬倍的變化。這些信息輸入電子計算機，經過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維圖像。掃描隧道顯微鏡一般用於導體和半導體表面的測定。陸毀祥
原子力顯微鏡主要包括接觸模式、非接觸模式和輕敲模式。一個對力非常敏感的微懸臂，其尖端有一個微小的探針，當探針輕微地接觸、接近或輕敲樣品表面時，由於探針尖端的原子與樣品表面的原子之間產生極其微弱的相互作用力而使微懸臂彎曲，將早搏微懸臂彎曲的形變信號轉換成光電信號並進行放大，就可以得到原子之間力的微弱變化的信號。這些信息輸入電子計算機，經過處理即可在熒光屏上顯示出一幅物體的三維圖像。

㈣ spm cas25是什麼儀器

ICP-MS儀器所使用的等離缺拆鋒子體除了方位和線圈接地方式外，與發射光譜中使用的基本相同。所伏晌御褲使用的質量分析器、離子檢測器和數據採集系統又與四極桿GC-MS儀器相類似

㈤ 踏步機上面的spm什麼意思

strides per minute的縮寫 每分鍾步頻

㈥ 沖床上的馬達轉速的單位SPM RPM 有什麼區別

RPM =rotation per minute 每分鍾轉數
SPM=strokes per minute 沖程/分鍾

㈦ 掃描探針顯微鏡的應用

SPM的應用領域是寬廣的。無論是物理、化學、生物、醫學等基礎學科，還是材料、微電子等應用學科都有它的用武之地。
SPM的價格相對於電子顯微鏡等大型儀器來講是較低的。
同其它表面分析技術相比，SPM 有著諸多優勢，不僅可以得到高解析度的表面成像，與其他類型的顯微鏡相比（光學顯微鏡，電子顯微鏡）腔凱相比，SPM掃描成像的一個巨大的優點是可以成三維的樣品表面圖像，還可對材料的各種不同性質進行研究。同時，SPM 正在向著更高的目標發展， 即它不僅作為一種測量分析工具，而且還要成為一種加工工具， 也將使人們有能力在極小的尺度上對物質進行改性、重組、再造．SPM 對人們認識世界和改造世界的能力將起著極大的促進作用。同時受制其定量化分析的不足，因此SPM 的計量化也是人們正在致力於研究的另一重要方向，這對於半導體工業和超精密加工技術來說有著非同一般的意義
掃描隧道顯微鏡(STM)在化學中的應用研究雖然只進行了幾年，但涉及的范圍已極為廣泛。因為掃描隧道顯微鏡(STM)的最早期研究工作是在超高真空中進行的，因此最直接的化學應用是觀察和記錄超高真空條件下金屬原子在固體表面的吸附結構。在化學各學科的研究方向中，電化學可算是很活躍的領域，可能是因為電解池與掃描隧道顯微鏡(STM)裝置的相似性所致。同時對相界面結構的再認識也是電化學家們長期關注的課題。專用於電化學研究的掃描隧道顯微鏡(STM)裝置已研製成功。
SPM近些年來應用的領域越來越多，其中主要的除了獲得高分辨的二維和三維表面形貌外，在線監測是個熱點，其中包括了生物活體的在線監測和物理化學反應的在線監測。在材料領域中，人們利用它來研究腐蝕的微觀機理。腐蝕是一種發生在固體與氣體或液體分界面上的現象。雖然通常人眼就可以看到腐蝕造成的結果，但是腐蝕都是從原子尺度開始的。在生物醫學研究對象也從最初的DNA迅速擴大到包括細胞結構、染色體、蛋白質、膜等生物學的大部分領域。更為重要的是，SPM作為靜態觀察，還可以實現動態成像，按分子設計制備具有特定功能的生物零件、生物機器、將生物系統和微機械有機地結合起來。在微機械加工方面：由於SPM 的針尖曲率半徑小,且與樣品之間的距離很近( < 1nm)，在針尖與樣品之間可以產生一個高度局域化的場，包括力、掘薯電、磁、光等。該場會在針尖所對應的樣品表面微小區域產生結構性缺陷、相變、化學反應、吸附質移位等干擾，並誘導化學沉積和腐蝕，這正是利用SPM 進行納米加工的客觀依據。同時也表明，SPM不是簡單用來成像的顯微鏡，而是可以用於在原子、分子尺度進行加工和操作的工具
在納米尺寸、分子水平上SPM是最先進的測試工具，它在材料及微生物學科中發揮了非常重要的作用，可以預測在今後新材料的發展以及揭示生命領域的一些重要的問題上將會發揮重要作用。結合SPM家族中的各類分析手段，例如MFM，SKPFM，AFM等，收集材料的各種信息，對材料進行納米級和原子級別的原位觀察，具有重要的意義。
任何事物都不是十全十美的一樣，SPM也有令人遺憾的地方。由於其工作原理是控制具有一定質量的探針進行掃描成像，因此掃描速度受到限制， 測效率較其他顯微技術低；由於壓電效應在保證定位精度前提下運動范圍很小（難以突破100μm量級），而機械調節精度又無法與之銜接，故不能做到象電子顯微鏡的大范圍連續變焦，定位和尋找特徵結構比較困難；
目前掃描探針顯微鏡中最為廣泛使用管狀壓電掃描器的垂判圓者直方向伸縮范圍比平面掃描范圍一般要小一個數量級，掃描時掃描器隨樣品表面起伏而伸縮，如果被測樣品表面的起伏超出了掃描器的伸縮范圍，則會導致系統無法正常甚至損壞探針。因此，掃描探針顯微鏡對樣品表面的粗糙度有較高的要求；
由於系統是通過檢測探針對樣品進行掃描時的運動軌跡來推知其表面形貌，因此，探針的幾何寬度、曲率半徑及各向異性都會引起成像的失真（採用探針重建可以部分克服)

㈧ 沖壓機開關顯示速度上的spm英文字是帶表什麼

沖床速度顯示牌上SPM表示為strokes per minute，銷哪中文意思為每分鍾沖壓次數，該參數為沖床主參數之一，表示在連續工作狀態，滑塊雀銀未帶負荷時，滑塊在一分鍾往復動作的次數。特別是調速虧歲碼沖床，該數值可以直觀顯示沖壓次數，方便操作工調整。

㈨ 掃描探針顯微鏡的特點

掃描探針顯微鏡具有極高的解析度；得到的是實時的、真實的樣品表面的高解析度圖像；使用環境寬松等特點。選擇好的掃描探針顯微鏡推薦Park NX-Hivac。Park NX-Hivac通過為失效分析工程師提供高真空環境來提高測量敏感度以及原子力顯微鏡測量的可重復性。與一般環境或乾燥N2條件相比，高真空測量具有準確度高、可重復性好及針尖和樣本損傷低等優點，因此用戶可測量各種故障分析應用中許多信號響應。

NX-Hivac的優點：
1、NX-Hivac 真空自動控制
Hivac 管理器通過一鍵單擊在邏輯和視覺上控制最佳真空條件抽氣和排氣過程來實現高真空。各個過程通過顏色和圖示變化得到直觀監控，一鍵單擊後您即可無需操心真空操作順序。更快速、更簡便的真空控制軟體使原子力顯微鏡的使用更便捷更高效。
2、高級自動化特點
NX-Hivac具有大量功能從而能夠最大化減少用戶輸入。換言之，您可以更快速地掃描，提高實驗室產量。
3、配備電控載物台的StepScan 自動化掃描
StepScan允許用戶能夠對器件進行編程從實現而快速便捷地多區域成像。NX-Hivac讓您只需五步即可完成樣本掃描：掃描、提升懸臂、移動電動平台至用戶定義坐標區域、進針及重復掃描。如此可極大地提高生產率，最大化減少用戶輸入。

想要了解更多關於顯微鏡的相關信息，推薦咨詢Park原子力顯微鏡。Park原子力顯微鏡具有綜合性的掃描模式，因此可以准確有效地收集各種數據類型；從使用世界上唯一的真非接觸模式用來保持探針的尖銳度和樣品的完整性，到先進的磁力顯微鏡， Park在原子力顯微鏡領域為客戶提供最具創新、精確的模式。

㈩ 科研常用的幾種顯微鏡原理及應用介紹

在科研中常見的幾種科研型顯微鏡主要有掃描探針顯微鏡，掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡幾種，下面對這幾種顯微鏡逐一做以介紹：
掃描探針顯微鏡
掃描探針顯微鏡
掃描探針顯微鏡（ScanningProbeMicroscope，SPM）是掃描隧道顯微鏡及在掃描隧道顯微鏡的基礎上發展起來的各種新型探針顯微鏡（原子力顯微鏡AFM,激光力顯微鏡LFM，磁力顯微鏡MFM等等）的統稱，是國際上近年發展起來的表面分析儀器，是綜合運用光電子技術、激光技術、微弱信號檢測技術、精密機械設計和加工、自動控制技術、數字信號處理技術、應用光學技術、計算機高速採集和控制及高分辨圖形處理技術等現代科技成果的光、機、電一體化的高科技產品。
掃描探針顯微鏡以其解析度極高（原子級解析度）、實時、實空間、原位成像，對樣品無特殊要求（不受其導電性、乾燥度、形狀、硬度、純度等限制）、可在大氣、常溫環境甚至是溶液中成像、同時具備納米操縱及加工功能、系統及配套相對簡單、廉價等優點，廣泛應用於納米科技、材料科學、物理、化學和生命科學等領域，並取得許多重要成果。SPM作為新型的顯微工具與以往的各種顯微鏡和分析儀器相比有著其明顯的優勢：
首先，SPM具有極高的解析度。它可以輕易的「看到」原子，這是一般顯微鏡甚至電子顯微鏡所難以達到的。
其次，SPM得到的是實時的、真實的樣品表面的高解析度圖像。而不同於某些分析儀器是通過間接的或計算的方法來推算樣品的表面結構。也就是說，SPM是真正看到了原子。
再次，SPM的使用環境寬松。電子顯微鏡等儀器對工作環境要求比較苛刻，樣品必須安放在高真空條件下才能進行測試。而SPM既可以在真空中工作，又可以在大氣中、低溫、常溫、高溫，甚至在溶液中使用。
因此SPM適用於各種工作環境下的科學實驗。SPM的應用領域是寬廣的。無論是物理、化學、生物、醫學等基礎學科，還是材料、微電子等應用學科都有它的用武之地。SPM的價格相對於電子顯微鏡等大型儀器來講是較低的。任何事物都不是十全十美的一樣，SPM也有令人遺憾的地方。
由於其工作原理是控制具有一定質量的探針進行掃描成像，因此掃描速度受到限制，測效率較其他顯微技術低；由於壓電效應在保證定位精度前提下運動范圍很小（目前難以突破100μm量級），而機械調節精度又無法與之銜接，故不能做到象電子顯微鏡的大范圍連續變焦，定位和尋找特徵結構比較困難；目前掃描探針顯微鏡中最為廣泛使用管狀壓電掃描器的垂直方向伸縮范圍比平面掃描范圍一般要小一個數量級，掃描時掃描器隨樣品表面起伏而伸縮，如果被測樣品表面的起伏超出了掃描器的伸縮范圍，則會導致系統無法正常甚至損壞探針。
因此，掃描探針顯微鏡對樣品表面的粗糙度有較高的要求；由於系統是通過檢測探針對樣品進行掃描時的運動軌跡來推知其表面形貌，因此，探針的幾何寬度、曲率半徑及各向異性都會引起成像的失真（採用探針重建可以部分克服）
掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡
掃描隧道顯微鏡(scanningtunnelingmicroscope，STM)掃描隧道顯微鏡的英文縮寫是ＳＴＭ。這是２０世紀８０年代初期出現的一種新型表面分析工具。由德國人賓寧(G.Binnig,1947-)和瑞士人羅勒(H.Roher,1933-)1981年發明，根據量子力學原理中的隧道效應而設計。
賓寧和羅勒因此獲得1986年諾貝爾獎.1988年，IBM科學家從由掃描隧道顯微鏡激發的納米尺度的局部區域觀測到了光子發射，從而使發光及熒光等現象能夠在納米尺度上進行研究。1989年，IBM院士（IBMFellow）DonEigler成為第一個能夠對單個原子表面進行操作的人，通過用一台「掃描隧道顯微鏡」操控35個氙原子的位置，拼寫出了「I-B-M」3個字母。1991年，IBM科學家演示了一個原子開關。
基本原理：其基本原理是基於量子力學的隧道效應和三維掃描。它是用一個極細的尖針，針尖頭部為單個原子去接近樣品表面，當針尖和樣品表面靠得很近，即小於１納米時，針尖頭部的原子和樣品表面原子的電子雲發生重疊。此時若在針尖和樣品之間加上一個偏壓，電子便會穿過針尖和樣品之間的勢壘而形成納安級１０Ａ的隧道電流。通過控制針尖與樣品表面間距的恆定，並使針尖沿表面進行精確的三維移動，就可將表面形貌和表面電子態等有關表面信息記錄下來。掃描隧道顯微鏡具有很高的空間解析度，橫向可達０．１納米，縱向可優於０．０１納米。它主要用來描繪表面三維的原子結構圖，在納米尺度上研究物質的特性，利用掃描隧道顯微鏡還可以實現對表面的納米加工，如直接操縱原子或分子，完成對表面的刻蝕、修飾以及直接書寫等。目前掃描隧道顯微鏡取得了一系列新進展，出現了原子力顯微鏡ＡＦＭ、彈道電子發射顯微鏡ＢＥＥＭ、光子掃描隧道顯微鏡ＰＳＴＭ，以及掃描近場光學顯微鏡ＳＮＯＭ等。
或者用一個金屬針尖在在樣品表面掃描。當針尖和樣品表面距離很近時(1nm以下)，針尖和樣品表面之間會產生電壓。當針尖沿X和Y方向在樣品表面掃描時，就會在針尖和樣品表面第一層電子之間產生電子隧道。該顯微鏡設計的沿Z字形掃描，可保持電流的恆定。因此，針尖的移動是隧道電流的作用，並且可以反映在熒光幕上。連續的掃描可以建立起原子級解析度的表面像。
特點：與電子顯微鏡或X線衍射技術研究生物結構相比，掃描隧道顯微鏡具有以下特點∶
①高解析度掃描隧道顯微鏡具有原子級的空間解析度，其橫向空間解析度為lÅ，縱向解析度達0.1Å，
②掃描隧道顯微鏡可直接探測樣品的表面結構，可繪出立體三維結構圖像。
③掃描隧道顯微鏡可在真空、常壓、空氣、甚至溶液中探測物質的結構，它的優點是三態（固態、液態和氣態）物質均可進行觀察，而普通電鏡只能觀察製作好的固體標本，由於沒有高能電子束，對表面沒有破壞作用(如輻射，熱損傷等)所以能對生理狀態下生物大分子和活細胞膜表面的結構進行研究，樣品不會受到損傷而保持完好。
④掃描隧道顯微鏡的掃描速度快，獲取數據的時間短，成像也快，有可能開展生命過程的動力學研究。
⑤不需任何透鏡，體積小，有人稱之為"口袋顯微鏡"(pocketmicroscope)。
原子力顯微鏡
原子力顯微鏡
原子力顯微鏡:是一種利用原子,分子間的相互作用力來觀察物體表面微觀形貌的新型實驗技術.它有一根納米級的探針,被固定在可靈敏操控的微米級彈性懸臂上.當探針很靠近樣品時,其頂端的原子與樣品表面原子間的作用力會使懸臂彎曲,偏離原來的位置.根據掃描樣品時探針的偏離量或振動頻率重建三維圖像.就能間接獲得樣品表面的形貌或原子成分。
它通過檢測待測樣品表面和一個微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質的表面結構及性質。將一對微弱力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發生形變或運動狀態發生變化。
掃描樣品時，利用感測器檢測這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級解析度獲得表面結構信息。它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運動檢測裝置、監控其運動的反饋迴路、使樣品進行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計算機控制的圖像採集、顯示及處理系統組成。微懸臂運動可用如隧道電流檢測等電學方法或光束偏轉法、干涉法等光學方法檢測，當針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時，檢測該斥力可獲得表面原子級分辨圖像，一般情況下解析度也在納米級水平。