提高成像分辨率的一个途径是选择尖端曲率半径小的的针尖,
减小针尖与样品间的接触面积,减小针尖的放大效应,
但由于针尖和样品的接触面积非常小,
二者之间的相互作用力造成针尖和样品的变形,
使得针尖和样品之间的单原子接触变得不可能,
但我们确实可以利用AFM获得石墨等材料的原子级分辨率图像。
对于层状材料的原子级分辨率的成像原理可以用大面积滑移接触理论来解释:
石墨的一个片层粘到针尖上,两个片层之间的相对滑动获得了原子尺度的周期性图像。
另外,也有人认为:当针尖与样品间距离达到纳米尺度时,
可以认为针尖最顶端只有一个原子保持最近距离接触,
这个最近的原子对成像作大部分的贡献,(因为原子力对距离非常敏感)
而其他次近邻的原子也会对成像作小部分贡献,
我们最终得到是使最距原子和其他次近距原子与样品相互作用所产生的合力所成的像,得到的是“原子级”分辨率的图像,不是原子图像。
下面这幅图能够很形象的说明这个问题。