1981年美国IBM公司研制成功的扫描隧道显微镜(STM)，将人们带到了微观世界。STM具有极高的空间分辨率(平行和垂直于表面的分辨率分别达到0.1?nm和0.01?nm，即可分辨出单个原子)，广泛应用于表面科学、材料科学和生命科学等研究领域，在一定程度上推动了纳米技术的产生和发展。首先由传感器感受微位移的变化，并将其转换成电容量的变化，然后经过信号转换电路将电容量的变化转换成可测的电压信号，然后利用A/D转换器实现信号的采集，由单片机进行信号的处理和传输。与此同时，基于STM相似原理与结构，相继产生了一系列利用探针与样品的不同相互作用来探测表面或界面在纳米尺度上表现出来性质的扫描探针显微镜(SPM)，用来获取通过STM无法获取的有关表面结构和性质的各种信息。