原子力显微镜可用于对各种表面上的原子和结构进行成像和摆布成像。 当顶端的原子与每一个原子形成初始化学键时，它“感知”下面表面的单个原子。 因为这些化学相互作用微妙地改变了尖端的振动频率，所以它们可以被探测到并绘制出来。通过将这些“原子指纹”与从大规模密度泛函理论（DFT）模拟中获得的值进行比较，该原理被用于区分合金表面上的硅、锡和铅原子。
诀窍是首先精确测量样品中每种原子的作用力，然后与密度泛函理论模拟给出的作用力进行比较。该团队发现尖端与硅原子的相互作用最强，与锡和铅原子的相互作用分别弱24%和41%。 因此，当尖端在表面上移动时，可以在矩阵中识别每种不同类型的原子。
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