1953年，英國(guó)劍橋大學(xué)的麥哲馬倫等人研制成功第一臺(tái)實(shí)用型掃描電鏡，分辨率達(dá)到50nm。

1965年，英國(guó)劍橋科學(xué)儀器公司研制成功第一臺(tái)商用掃描電鏡MarkI，其分辨率為10nm，從此揭開(kāi)了掃描電鏡研發(fā)、制造和應(yīng)用的開(kāi)端。

原子力顯微鏡是在1986年由掃描隧道顯微鏡(ScanningTunnelingMicroscope)的發(fā)明者之一的葛賓尼(GerdBinnig)博士在美國(guó)斯坦福大學(xué)與C.FQuate和C.Gerber等人研制成功的。

掃描隧道顯微鏡的工作原理非常簡(jiǎn)單。一個(gè)小電荷被放在探頭上，電流從探頭流出，穿過(guò)材料，到達(dá)下表面。當(dāng)探針通過(guò)單個(gè)原子時(shí)，通過(guò)探針的電流發(fā)生變化，這些變化被記錄下來(lái)。

電流在流經(jīng)一個(gè)原子時(shí)漲落，從而非常詳細(xì)地描繪出它的輪廓。經(jīng)過(guò)多次流動(dòng)后，人們可以通過(guò)繪制電流的波動(dòng)得到構(gòu)成網(wǎng)格的單個(gè)原子的美麗圖畫(huà)。

原子力顯微鏡簡(jiǎn)稱AFM，是掃描探針顯微鏡SPM家族中最重要的一種。

因?yàn)閽呙桦婄R的發(fā)明比原子力顯微鏡早了將近30年，所以人們對(duì)掃描電鏡的了解與熟悉比原子力顯微鏡更勝一籌。

從上圖可以看出，相對(duì)于掃描電鏡，原子力顯微鏡具有許多優(yōu)點(diǎn)。不同于電鏡只能提供二維圖像，原子力顯微鏡提供真正的三維表面圖。同時(shí)，AFM不需要對(duì)樣品作任何特殊處理，如鍍銅或碳，這種處理對(duì)樣品會(huì)造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。第三，電鏡需要運(yùn)行在高真空條件下，而原子力顯微鏡在常壓下甚至在液體環(huán)境下都可以良好工作。這樣可以用AFM來(lái)研究生物樣品，甚至活的生物組織。而原子力顯微鏡與掃描隧道顯微鏡相比，由于能觀測(cè)非導(dǎo)電樣品，因此具有更為廣泛的適用性。和掃描電鏡(SEM）相比，AFM的不足在于成像范圍小，速度慢，受探頭的影響太大。

可以說(shuō)，原子力顯微鏡是盲人摸像，利用一根探針以光柵線方式掃描樣品表面，通過(guò)檢測(cè)探針與樣品間相互作用力來(lái)表征樣品表面三維形貌特征并獲得圖像。這根探針就好比盲人手中的盲杖，探索著路面的高高低低，盲人用盲杖探索出來(lái)的路面高低起伏的信息，匯聚在大腦中，因?yàn)樘剿鞫弥笋R路表面的三維形貌，盲杖代替了雙眼，讓盲人心中有路，腳下無(wú)憂。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生命科學(xué)開(kāi)始向定量科學(xué)方向發(fā)展。大部分實(shí)驗(yàn)的研究重點(diǎn)已經(jīng)變成生物大分子，特別是核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)功能的關(guān)系。因?yàn)樵恿︼@微鏡的工作范圍很寬，可以在自然狀態(tài)（空氣或者液體）下對(duì)生物醫(yī)學(xué)樣品直接進(jìn)行成像，分辨率也很高。因此，原子力顯微鏡已成為研究生物醫(yī)學(xué)樣品和生物大分子的重要工具之一。

最新進(jìn)展：2021年6月16日，來(lái)自美國(guó)紐約威爾康奈爾醫(yī)學(xué)院的SimonScheuring教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在Nature發(fā)表論文，報(bào)道了他們所開(kāi)發(fā)的一種新型顯微技術(shù)，文章的標(biāo)題就正是該顯微技術(shù)的名稱：Localizationatomicforcemicroscopy「定位原子力顯微術(shù)（LAFM）」。該研究通過(guò)優(yōu)化算法，將原子力顯微鏡（AFM）的分辨率帶到一個(gè)全新的高度。