扫描探针显微镜的发展历史|展望
扫描探针显微镜(SPM)具有高精度成像、纳米操纵等功能，是纳米科技、生命科学、材料科学和微电子等科学研究的重要工具，随着科学技术的发展，科学家和工程师们对扫描探针显微镜的性能也提出越来越高的要求。
扫描探针显微镜发展历史
1981年，Bining，Rohrer在IBM苏黎世实验室发明了扫描隧道显微镜(STM)并为此获得1986年诺贝尔物理奖。STM的出现使人类能够对原子级结构和活动过程进行观察。由于STM需要被测样本必须为导体或半导体，其应用受到一定的局限。
1985年，原子力显微镜(AFM)的发明则将观察对象由导体、半导体扩展到绝缘体。
此后，人们在STM和AFM原理的基础上利用样品与探针之间多种不同关系，发明了力调制显微镜(FMM)、相位检测显微镜(PDM)、静电力显微镜(EFM)、电容扫描显微镜(SCM)、热扫描显微镜(SThM)和近场光隧道扫描显微镜(NSOM)等各种系列显微镜，这些显微镜都是基于探针在被测样本表面上进行横向和纵向扫描，并检测探针针头与样品表面之间相关检测量变化的原理研制的设备，因此，以上各系列显微镜被统称为扫描探针显微镜(SPM)。
扫描探针显微镜系列产品以近似相同的成像方法测量不同对象的微观特性，它们的共同特点是突破了传统的光学和电子光学成像原理，从而使人类以原子或分子尺度上测量各种物理量成为可能。
扫描探针显微镜被比作纳米的“眼”和“手”，具有高精度(原予级)观测和纳米操纵制造功能。扫描探针显微镜已经往纳米科技、材料科学、化学、生物等领域中得到广泛的应用。例如胶原蛋白脱水过稃的观察、单分子化学反应的实时监控、对InAs/lnP纳米线内部结构的研究以及对高通量的纳米材料与纳米器件的制造等，科学技术的发展也对科研工具扫描探针显微镜的性能提出越来越高的要求，要求扫描探针显微镜具有更快的成像速度、更高的成像精度以及操纵的鲁棒性。
虽然硬件技术(如探针制造技术、高精度传感器等)能够提高扫描探针显微镜的测量精度和测量速度，图像处理技术能够提高图像处理速度和成像精度;然而利用控制技术提高扫描精度、扫描速度、成像精度等也是使扫描探针显微镜满足上述性能要求的关键。因此，研究扫描探针显微镜控制技术以满足扫描探针显微镜技术发展的要求得到越来越多的关注。
扫描探针显微镜的发展展望
扫描探针显微镜发展至今已大体成熟，但是仍有许多有待完善的地方。例如移动样品时，对样品进行扫描检测的面积并不大，样品在较大范围移动时测量的进度不是很高等。同时，扫描探针显微镜的发展时间并不是很长，因此缺少了相关的方法标准和操作规范。
1、探针针尖
探针针尖的工艺研究探针的针尖对于扫描探针显微镜的分辨率十分重要。好的针尖设计不仅能提高其分辨率，对于整体的显微镜使用寿命的提高也起着很重要的作用。
2、提高获得样品表面图像的时间
由于扫描探针显微镜是集扫描、数据收集、数据处理、计算、模拟为一体的结构，因此从开始扫描到Z终获得图像的时间是比较长的，未来可能会提高其显示成像的时间。
3、偏置电压的控制
在扫描探针显微镜内，电压过高电场强度增大，可以增强原子迁移，然后场强过大时，针尖与样品之间会产生复杂的化学反应，影响观察效果同时导致原子操纵过程变得复杂。
4、从图像中去处仪器震荡影响
探针的轨迹Z终实际是样品表面起伏轮廓与超出电子学反馈系统的附加扰动的叠加。程序本身从数据开始逆过程反映出样品表面的情况这一过程是很难综合考虑扰动情况的。因此从扰动本身出发尽量消除震动情况是很需要的。
5、接触面的接触距离
好的接触距离可以提高扫描探针显微镜的分辨率，然而当接触距离达到某个值时，接触面处的原子会有突变，对于测量结果有很大的影响。
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