原子力顯微鏡的設(shè)計(jì)理念是基于利用微小探針與樣品表面原子之間的相互作用力來獲取樣品表面的信息。這種顯微鏡的設(shè)計(jì)是為了彌補(bǔ)STM（掃描隧道顯微鏡）的不足，使得能夠測量任何樣品（無論導(dǎo)電性與否）的表面。

AFM原子力顯微鏡使用一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的微懸臂，其一端帶有一個(gè)微小針尖。當(dāng)針尖接近樣品時(shí)，針尖與樣品表面原子之間的相互作用力會(huì)使懸臂發(fā)生偏轉(zhuǎn)或振幅改變。這種變化被檢測系統(tǒng)檢測后，會(huì)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)并傳遞給反饋系統(tǒng)和成像系統(tǒng)。通過記錄掃描過程中一系列探針的變化，就可以獲得樣品表面的信息圖像。

原子力顯微鏡的設(shè)計(jì)理念基于原子之間的范德華力（Van Der Waals Force）作用來呈現(xiàn)樣品的表面特性。當(dāng)原子與原子很接近時(shí)，彼此電子云斥力的作用大于原子核與電子云之間的吸引力作用，所以整個(gè)合力表現(xiàn)為斥力的作用。反之，若兩原子分開有一定距離時(shí)，其電子云斥力的作用小于彼此原子核與電子云之間的吸引力作用，故整個(gè)合力表現(xiàn)為引力的作用。

AFM原子力顯微鏡的設(shè)計(jì)理念是通過探測這種原子間的相互作用力，來獲取樣品表面的形貌和性質(zhì)信息。這種顯微鏡的設(shè)計(jì)使得科學(xué)家們能夠在納米尺度上觀察和研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，對(duì)于材料科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域的研究具有重要意義。