壓電物鏡掃描器是SPM的重要部件，它不僅被用來產(chǎn)生探針的三維運(yùn)動，而且還是測量數(shù)據(jù)的直接來源，因此它對SPM的測量精度影響很大。它結(jié)構(gòu)簡單小巧；機(jī)械固有頻率高，對環(huán)境振動不敏感；其圓柱對稱結(jié)構(gòu)，有利于消除掃描器在X－Y方向的熱漂移；易于制造。
壓電物鏡掃描器由一個中空的圓柱狀壓電陶瓷管組成，在其外壁均勻?qū)ΨQ地沿軸向鍍上4個金屬電極。其中相對的兩個電極成對使用，施加單極性或雙極性的電壓，產(chǎn)生一個水平方向的掃描運(yùn)動。
壓電陶瓷管掃描器載著樣品在X－Y平面內(nèi)做微小運(yùn)動，樣品到針尖的距離會隨著樣品表面形貌的變化而變化，該距離的變化將改變樣品和針尖之間的原子力，原子力的變化會使得懸臂梁產(chǎn)生法相形變。
通過激光反射路徑的變化檢測出微懸臂梁的反向形變程度，相應(yīng)調(diào)整Z向壓電陶瓷保證樣品和針尖的原子力保持恒定。壓電陶瓷管掃描器為徑向極化電極分割的壓電陶瓷管，通常采用四分區(qū)進(jìn)行分割，可以實(shí)現(xiàn)XYZ三維運(yùn)動。也可以根據(jù)客戶的要求定制進(jìn)行多區(qū)域分割。
壓電陶瓷是一種性能奇特的材料，當(dāng)在壓電陶瓷對稱的兩個端面加上電壓時，壓電陶瓷會按特定的方向伸長或縮短。而伸長或縮短的尺寸與所加的電壓的大小成線性關(guān)系。即可以通過改變電壓來控制壓電陶瓷的微小伸縮。
通常把三個分別代表X，Y，Z方向的壓電陶瓷促動器組成三角架的形狀，通過控制X，Y方向伸縮達(dá)到驅(qū)動探針在樣品表面掃描的目的；通過控制Z方向壓電陶瓷促動器的伸縮達(dá)到控制探針與樣品之間距離的目的。
