1981年，Bining，Rohrer在IBM蘇黎世實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了掃描隧道顯微鏡(STM)并為此獲得1986年諾貝爾物理獎。STM的出現(xiàn)使人類能夠?qū)υ蛹壗Y(jié)構(gòu)和活動過程進(jìn)行觀察。由于STM需要被測樣本必須為導(dǎo)體或半導(dǎo)體，其應(yīng)用受到一定的局限。

　　1985年，原子力顯微鏡(AFM)的發(fā)明則將觀察對象由導(dǎo)體、半導(dǎo)體擴(kuò)展到絕緣體。

　　此后，人們在STM和AFM原理的基礎(chǔ)上利用樣品與探針之間多種不同關(guān)系，發(fā)明了力調(diào)制顯微鏡(FMM)、相位檢測顯微鏡(PDM)、靜電力顯微鏡(EFM)、電容掃描顯微鏡(SCM)、熱掃描顯微鏡(SThM)和近場光隧道掃描顯微鏡(NSOM)等各種系列顯微鏡，這些顯微鏡都是基于探針在被測樣本表面上進(jìn)行橫向和縱向掃描，并檢測探針針頭與樣品表面之間相關(guān)檢測量變化的原理研制的設(shè)備，因此，以上各系列顯微鏡被統(tǒng)稱為掃描探針顯微鏡(SPM)。

　　掃描探針顯微鏡系列產(chǎn)品以近似相同的成像方法測量不同對象的微觀特性，它們的共同特點(diǎn)是突破了傳統(tǒng)的光學(xué)和電子光學(xué)成像原理，從而使人類以原子或分子尺度上測量各種物理量成為可能。

　　掃描探針顯微鏡被比作納米的“眼”和“手”，具有高精度(原予級)觀測和納米操縱制造功能。掃描探針顯微鏡已經(jīng)往納米科技、材料科學(xué)、化學(xué)、生物等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。例如膠原蛋白脫水過稃的觀察、單分子化學(xué)反應(yīng)的實(shí)時監(jiān)控、對InAs/lnP納米線內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究以及對高通量的納米材料與納米器件的制造等，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也對科研工具掃描探針顯微鏡的性能提出越來越高的要求，要求掃描探針顯微鏡具有更快的成像速度、更高的成像精度以及操縱的魯棒性。

　　雖然硬件技術(shù)(如探針制造技術(shù)、高精度傳感 器等)能夠提高掃描探針顯微鏡的測量精度和測量速度，圖像處理技術(shù)能夠提高圖像處理速度和成像精度;然而利用控制技術(shù)提高掃描精度、掃描速度、成像精度等也是使掃描探針顯微鏡滿足上述性能要求的關(guān)鍵。因此，研究掃描探針顯微鏡控制技術(shù)以滿足掃描探針顯微鏡技術(shù)發(fā)展的要求得到越來越多的關(guān)注。