Unsere Welt besteht aus Atomen. Schon ein winziger Bleistiftpunkt auf Papier enthält immerhin rund 100 Milliarden Kohlenstoffatome. Verbesserungen von Werkstoffen betreffen immer häufiger gezielte Anordnungen auf atomarer Ebene. Die moderne Materialforschung benötigt daher spezielle Instrumente, um diese Anordnungen sichtbar zu machen.
Ein Rasterkraftmikroskop funktioniert ähnlich wie ein Schallplattenspieler. Dort tastet eine Nadel die Rillen der Schallplatte ab und macht damit die gespeicherte Information verfügbar. Beim Rasterkraftmikroskop tastet ebenfalls eine – wenngleich sehr viel feinere Nadel – die Oberfläche eines Werkstoffes ab und macht die Information dem Materialforscher zugänglich. Die Nadel ist dabei so fein, dass man im Idealfall sogar einzelne Atome „sehen“ kann.
Aber nicht nur die Nadel ist sehr fein, auch ihre Auslenkungen sind im atomaren Bereich. Um so kleine Änderungen messen zu können, ist die Nadel während der Messung an einer mikroskopisch kleinen Blattfeder – dem so genannten Cantilever – befestigt. Die Nadel wird zeilenweise über die Oberfläche einer Probe geführt („gerastert“). Auch kleinste Strukturen auf der Oberfläche der Probe lenken dabei die Blattfeder positionsabhängig unterschiedlich weit aus. Diese Verbiegung der Spitze kann z. B. durch die Ablenkung eines auf den Cantilever gerichteten Laserstrahls gemessen werden. Das Rasterkraftmikroskop hat zusammen mit dem Rastertunnelmikroskop die höchste Auflösung aller mikroskopischen Techniken.
