您学习扫描探针显微镜时，是否有以下困扰：

1、仪器原理太抽象，不容易理解；2、想弄清仪器内部构成，总不能拆机吧；3、仪器使用说明书文字繁多，枯燥无味；4、很难参透仪器调节参数背后的意义，只好机械记忆。

也许，因为以上困扰，阻碍了您学好扫描探针显微镜这个重要的测试仪器，让您的研究缺失了一个重要的数据支撑。为解除您的困扰，从今天起，小编将通过3D动画的方式，以最直观的画面配以最直白的文字，将扫描探针显微镜的仪器构成、仪器原理及相关的知识一一为您庖丁解牛。

首先，小编简单为大家介绍一下扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscopy，SPM），其利用一个细微的探针在样品表面扫描的同时，检测探针与样品之间相互作用的物理量，从而表征材料表面的形貌、粗糙度、电流电势分布及磁畴分布等。下面，小编先带大家了解SPM核心部件之一的头部机构。

岛津SPM头部机构的3D动画

图1  岛津SPM头部机构部件

图2  SPM探针示意图

图3  岛津SPM头部激光系统

通过3D动画及图1-3，大家可清楚地看到，SPM头部机构主要由激光器、分光镜、反光镜、检测器及探针架（包括探针）组成；探针则分为基片、微悬臂、针尖三部分，其中基片固定于探针架，微悬臂和针尖可进行微小幅度的振动。激光器首先发射激光，经分光镜作用后，激光到达探针微悬臂的背面，探测探针的位置，随后经反光镜作用，最终到达检测器，完成一个完整的检测过程。

为了便于大家更好的理解，小编在这里做一个类比。当您闭上眼睛，用手去触摸一个物品，可以通过触感神经获知物品表面的形状；而SPM头部机构中的探针就好比是人的手，激光光路好比是触感神经，通过探针与测试样品的相互作用，使探针的微悬臂发生偏转，从而改变了激光光路，最终通过激光在检测器上的位置获得测试样品的表面形貌。

与其它品牌的SPM相比，岛津SPM的一个突出优势就是其具有头部滑动机构。通过视频可以看到，头部整套光路系统可以同时移动，保证了样品更换过程中测试光路不变，从而避免了重复调整激光光路，极大地提高了工作效率。具体的实物操作见下方视频。

岛津SPM头部机构操作视频

这一期的内容就先讲到这里，各位是不是意犹未尽？后续小编将继续通过3D动画的方式带领大家学习SPM的相关知识。

下期预告：

3D动画带您了解扫描探针显微镜系列之（二）｜测试原理

撰稿人：刘仁威