STM 不仅仅是被动地观测表面结构的工具，现在正越来越多地被用来能动地诱导表面发生局部的物理或化学性质的变化，以对表面进行纳米尺度的加工，构建新一代的纳米电子器件，或者发展新一代的超高密度信息存储器件。自20 世纪90 年代以来，许多研究人员探索利用STM 进行超高密度的数据存储。
原子力显微镜：
原子力显微镜(AFM)，或者扫描力显微镜（SFM）是1986 年由Binnig,Quate和Gerber 发明的。跟所有的扫描探针显微镜一样，AFM 使用一个极细的探针在样品表面进行光栅扫描，探针是位于一悬臂的末端顶部，该悬臂可对针尖和样品间的作用力作出反应。 AFM 提供一种使锐利的针尖直接接触样品表面而成像的方法。绝缘的样品和有机样品均可以成像。可以获得原子分辨率的图像。AFM 的应用范围比STM 更为广阔，AFM 实验可以在大气、超高真空、溶液以及反应性气氛等各种环境中进行，除了可以对各种材料的表面结构研究外，还可以研究材料的硬度、弹性、塑性等力学性能以及表面微区摩擦性质；也可以用于操纵分子、原子进行纳米尺度的结构加工和超高密度信息存储。
仪器结构和工作原理：
如图1 所示，二极管激光器（Laser Diode）发出的激光束经过光学系统聚焦在微悬臂（Cantilever）背面，并从微悬臂背面反射到由光电二极管构成的光斑位置检测器（PSD）。在样品扫描时，由于样品表面的原子与微悬臂探针尖端的原子间的相互作用力，微悬臂将随样品表面形貌而弯曲起伏，反射光束也将随之偏移，因而，通过光电二极管检测光斑位置的变化，就能获得被测样品表面形貌的信息。
图.7 激光检测原子力显微镜工作原理示意图
仪器结构
扫描探针显微镜系统可分为探头、电子控制系统、计算机系统和光学显微镜系统四个子系统。探头主要包括探针、样品扫描和逼近、前置放大器，实现自动进入工作状态，信号采集及放大等功能。电子控制系统一方面自动识别探头类型并将其送入的相应信号进行各种运算和处理，提供给计算机系统；另一方面，将计算机系统输出的扫描信号进行高压放大，驱动样品扫描器工作。光学显微镜系统包括光学显微镜、CCD 和视频采集卡，是一个数字化的样品-探针监测系统。原子力显微镜(AFM)，或者扫描力显微镜（SFM）是1986 年由Binnig,Quate 和Gerber 发明的，跟所有的扫描探针显微镜一样，AFM 使用一个极细的探针在样品表面进行光栅扫描，探针是位于一悬臂的末端顶部，该悬臂可对针尖和样品间的作用力作出反应。
图8 向您展示了AFM 是如何工作的；当悬臂弯曲时，激光器发出的光将被反射到分裂的光二极管上，通过测量不同的信号（A-B），在悬臂上的弯曲变化值就可以得到了。因为悬臂在小位移范围内符合库克定律，在针尖和样品间的作用力可以得到测量。针尖和样品的相对运动需要一种极为精确的定位系统来控制，这种设备是用多表现为扫描管的压电陶瓷制成的，扫描管可以在X、Y、Z方向上精确定位到亚埃级，Z 轴通常是垂直于样品的。
