در متدولوژی علمی، محققین بدون ارائه عملی و مشاهده یافته های خود نه قادر به اثبات مدعای خود بوده و نه امکان اصلاح و بهبود دست آوردها برای آنها وجود دارد. این موضوع در فناوری های پیشرفته نانو که با مقیاس های اتمی، مولکولی و سلولی سر و کار دارند، از اهمیت بیشتری برخوردار است. در این راستا تجهیزات تصویربرداری نانو متری و تعیین خواص مواد در مقیاس نانو اولویت ویژه می یابند.
میکروسکوپ های نوری قادر به تصویربرداری در ابعاد پایین تر از دامنه طول موج نور مرئی(µm) نیستند. با ورود میکروسکوپ های الکترونی به عرصه فناوری امکان تصویربرداری در ابعاد نانومتری فراهم گردید. مشاهده نمونه ها در ابعاد مولکولی افق های تازه ای بر روی محققین گشود و منجر به تولید محصولات متنوع و کاربردی در حوزه نانو گردید. نیاز به آماده سازی نمونه که موجب تغییر در نمونه اولیه می شود و همچنین قرارگیری نمونه درمحیط خلاء از محدودیت های عمده تصویربرداری با میکروسکوپ های نوری می باشند.
با اختراع میکروسکوپ های پروب روبشی در اواخر قرن بیستم علاوه بر مواد رسانا، امکان تصویربرداری از نمونه بدون نیاز به خلاء فراهم گردید و نقطه عطفی در نانوسکوپی اتفاق افتاد. میکروسکوپ های نیروی اتمی (AFM)، دسته ای از میکروسکوپ های پروب روبشی هستند که علاوه بر امکان تصویربرداری در محیط غیر خلاء، می توانند از نمونه های زیستی و غیررسانا نیز تصویربرداری کرده و همچنین در تعیین خواص مختلف نمونه ها، آنالیزهای کاربردی در اختیار محققین قرار دهند. به صورت کلی می توان عملکرد AFM را تا به امروز به 3 دسته تقسیم کرد :
تصویربرداری :
تصویربرداری از سطح نمونه با دقت نانومتری در راستای X و Y و آنگسترومی در راستای Zتعیین خواص مواد :
تعیین خواص سطوح مواد شامل : مکانیکی(الاستیسیته، سختی، چسبندگی سطحی)، الکتریکی و …لیتوگرافی و جابجایی روی سطح نمونه :
ایجاد تغییرات نانومتری در سطوح مواد به دو روش مکانیکی و شیمیایی
