原子探测断层成像(Atom Probe Tommgraph,APT)技术是指能够提供纳米级器件的原子尺度(深度方向约为0.1-0. 3nm横向约为0.3-0.5nm的分辨率)的三维成像技术和化学成分测量的材料分析技术。

第一代原子探针——场离子显微镜 (APFIM)又称一维原子探针(1DAP)，最早出现于20世纪60年代末，它具有直径为1-2mm的圆形孔径的场离子检测器，以此作为飞行时间质谱仪的入口，通过施加电场和电压脉冲来蒸发原子，能够处理50000个原子。1980 年，Kellogg和Tsong介绍了种用激光脉冲替代电压蒸发原子的方法，但因早期激光器的稳定性差，没有被大规模采用。

 第二代仪器是在20世纪80年代推出的，使用了各种对空间位置敏感的单原子探测器。这种原子探针具有10- 20nm的样品侧向视场，数据集达到百万原子级别。最新一代的局部电极原子探测器LEAP是由Kelly 等人最早实现商品化的，其工作原理如图10-73所示。局部电极的主要优点是，它能够实现较低幅度的驻波和脉冲电压，并进一步增强视场。

LEAP需要精确地将样品的顶点与局部电板中的中心孔对齐，由于局部电极增加了样本位置稳定性，加上检测器具有较宽的视场，旋转样本以选择表面上的位置的能力没有纳入设计。这避免了在实验开始时进行场离子显微镜检查的需要。测试在超高真空条件下进行。在电压脉种模式下，增加驻留在试样上的正电压的幅度和施加到局部电极的负脉冲以开始场蒸发。通过将得到的离子信号集中在检测器上，然后减小样品和孔之间的距离，直到离子信号填充检测器进行最终对准。在激光脉冲模式下，由计算机控制调节激光束的精确位置和焦点，同时监测场蒸发，以确保仅靶向样品的顶点区域。