走査型プローブ顕微鏡について
走査型プローブ顕微鏡（SPM）の分野は、1980年代初めにGerd BinnigとHeinrich Rohrerによって走査トンネル顕微鏡（STM）が発明されて始まり、1986年にノーベル物理学賞を授与されています。 同年、ゲルト・ビニング、カルバン・クエート、クリストフ・ゲルバーによる原子間力顕微鏡（AFM）が発明され、以来、ナノスケールの特性評価と測定に革命を起こし続けている。 今日、AFMは最も一般的なSPMであり、AFMとSPMはしばしば同義的に用いられている。 AFMの場合、プローブはカンチレバーであり、一般にその自由端にチップがある。 SPM プローブのスーパーファミリーには、単純な金属ワイヤ (STM で使用) やガラス繊維 (走査型近接場光学顕微鏡/SNOM/NSOM で使用) も含まれることがあります。g. 機械的特性（例：接着、剛性、摩擦、散逸）、電気的特性（例：静電容量、静電気力、仕事関数、電流）、磁気的特性、および光学的分光学的特性。 AFMプローブはイメージングに加えて、リソグラフィーや分子プル実験において、基板を操作したり、書き込んだり、引っ張ったりするのにも使用できる。
その柔軟性により、原子間力顕微鏡は光学および電子顕微鏡と並ぶ材料特性評価の一般的なツールとなり、ナノメートル単位、あるいはそれ以上の分解能を達成するようになった。 AFMは超高真空から流体までの環境で操作できるため、物理や化学から生物学や材料科学まであらゆる分野にまたがる。
AFMの原理は、試料（プローブ）と相互作用するカンチレバーとチップのアセンブリに基づく。 このAFM探針は、ラスタースキャニング運動によって基板と相互作用する。 カンチレバーから反射されるレーザービームを通して、表面に沿って走査する探針の上下左右の動きがモニターされる。 この反射したレーザービームは、カンチレバーの垂直方向と水平方向のたわみを感知する位置感知型光検出器によって追跡される。 この検出器の感度は、何ナノメートルの動きが検出器の電圧の単位に相当するかという観点で校正される必要がある。
「AFMはどのように機能するのか」についての詳細な理論をお読みください。