原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM），一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面形貌结构信息及表面粗糙度信息。原子力显微镜可以测量材料物理性质、力学性能、磁学性能、热学性能、电学性能等方面的一些特征信息，但在扫描成像速度上一直存在局限性，太慢的扫描速度导致原子力显微镜无法捕捉到分子间的相互作用过程和一些快速的分子动态变化。
超高速视频级原子力显微镜（High-Speed Atomic Force Microscope，HS-AFM）由日本 Kanazawa 大学 Prof. Ando 教授团队研发，日本RIBM公司（生体分子计测研究所株式会社，Research Institute of Biomolecule Metrology Co., Ltd）商业化的产品，可以达到视频级成像的商业化原子力显微镜。HS-AFM突破了传统原子力显微镜“扫描成像速慢”的限制，能够在液体环境下超快速动态成像，分辨率为纳米水平。样品无需特殊固定，不影响生物分子的活性，尤其适用于生物大分子互作动态观测。超高速视频级原子力显微镜HS-AFM主要有两种型号，SS-NEX样品扫描（Sample-Scanning HS-AFM）以及PS-NEX探针扫描（Probe-Scanning HS-AFM）。推出至今，全球已有180多位用户，发表 SCI 文章 300 余篇，包括Science, Nature, Cell 等顶级杂志。
日本RIBM公司的超高速视频级原子力显微镜HS-AFM的创新点：
★ 高频微悬臂
弹性系数: 0.1 N/m
曲率半径: <10 nm
共振频率: 400-600kHz in liquid
★ 高速扫描台
20 frames/s. (Standard scanner)
★ 缓冲防震+主动阻尼+动态PID+算法优化
缓冲防震
主动阻尼
动态PID控制：可自动改变反馈增益，保证了HS-AFM在高速扫描条件下仍可获得清晰的图像
探针自动漂移校准，适用于长时间样品观测 |
