原子力顯微鏡(AFM)與掃描隧道顯微鏡(STM)最大的差別在于并非利用電子隧道效應(yīng),而是利用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。假設(shè)兩個原子中,一個是在懸臂(cantilever)的探針尖端,另一個是在樣本的表面,它們之間的作用力會隨距離的改變而變化,其作用力與距離的關(guān)系如“圖1”所示,當(dāng)原子與原子很接近時,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,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,故整個合力表現(xiàn)為引力的作用。若以能量的角度來看,這種原子與原子之間的距離與彼此之間能量的大小也可從Lennard –Jones的公式中到另一種印證。