掃描探針顯微鏡具有接觸、輕敲、相移成像、抬起等多種工作模式，是一款集成原子力顯微鏡、摩擦力顯微鏡、掃描隧道顯微鏡、磁力顯微鏡和靜電力顯微鏡于一體的設(shè)備，可以測(cè)量樣品的表面特性，如形貌、粘彈性、摩擦力、吸附力和磁/電場分布等等。

　　掃描探針顯微鏡可實(shí)時(shí)獲得樣品表面的實(shí)空間三維圖像。既適用于具有周期性結(jié)構(gòu)的表面，又適用于非周期性表面結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，可在真空、大氣、常溫、常壓等條件下工作，甚至可將樣品浸在液體中，不需要特殊的樣品制備技術(shù)，除此之外，其理論橫向分辨率可達(dá)0.1nm，而縱向分辨率更高達(dá)0.01nm，從而可獲得物質(zhì)表面的原子晶格圖像，這使其成為了除了場離子顯微鏡和高分辨率透射電子顯微鏡外，第三個(gè)能在在原子尺度上觀察物質(zhì)結(jié)構(gòu)的顯微鏡。

　　掃描探針顯微鏡控制技術(shù)的介紹：

　　1、MIMO控制：顯微鏡控制器需要同時(shí)控制水平掃描和垂直定位。水平平面x軸的高速運(yùn)動(dòng)會(huì)引起軸向振動(dòng)，水平高速掃描也會(huì)引起探頭與樣品之間的垂直振動(dòng)。耦合引起的定位誤差嚴(yán)重影響SPM的成像質(zhì)量，甚至損壞探針和掃描樣品。

　　2、水平方向控制：水平方向控制使得探頭能夠通過控制壓電致動(dòng)器在樣品表面上完成重復(fù)的光柵掃描，即，在X軸上重復(fù)地和快速地跟蹤三角波軌跡，并且在Y軸上相對(duì)緩慢地跟蹤斜率軌跡。水平方向控制使SPM探頭能夠在樣品表面快速準(zhǔn)確地跟蹤掃描軌跡，從而實(shí)現(xiàn)SPM的高速掃描精度和掃描速度。

　　3、豎直方向控制：顯微鏡的垂直方向由壓電致動(dòng)器控制，以控制探針和樣品表面之間的距離，使得探針和樣品表面之間的物理相互作用是最穩(wěn)定的(或者探針和樣品表面之間的距離以固定值穩(wěn)定)。垂直定向精度直接影響SPM和納米操作的成像精度，定位速度影響SPM的成像速度。