Là nhóm các thiết bị chụp ảnh từ sử dụng thiết bị quét đầu dò, hoạt động dựa trên việc ghi lại tương tác từ giữa mũi dò nhọn với bề mặt mẫu từ khi mũi dò quét trên bề mặt mẫu. Nhóm kỹ thuật này có thể bao gồm sử dụng kính hiển vi lực từ và kính hiển vi quét chui hầm.

Kính hiển vi lực từ

Kính hiển vi lực từ là một trong những kỹ thuật chụp ảnh từ phổ biến trong nhóm các thiết bị quét đầu dò, ghi ảnh dựa trên việc ghi lại lực từ giữa mũi dò (là các vật liệu từ) với bề mặt mẫu khi mũi dò quét qua mẫu [6]. Kính hiển vi lực từ có thể cho độ phân giải tới 25 nm, nhưng là kỹ thuật ghi ảnh rất chậm và độ tương phản thấp, đồng thời đôi khi cấu trúc từ bị ảnh hưởng bởi từ trường từ trên mũi dò.

Kính hiển vi quét chui hầm phân cực spin

Kính hiển vi quét chui hầm phân cực spin (Spin-polarized scanning tunneling microscopy) là kỹ thuật chụp ảnh từ có độ phân giải tốt nhất hiện nay tới cấp độ nguyên tử [7], thực hiện trên kính hiển vi quét chui hầm. Tương tự như MFM sử dụng mũi dò, thiết bị này cũng sử dụng một mũi dò có phủ vật liệu từ để ghi lại dòng điện tử phân cực spin chui hầm phát ra từ mẫu sắt từ để ghi lại ảnh cấu trúc từ. Dù có độ phân giải rất cao (tốt nhất hiện nay), nhưng tương tự như MFM, kỹ thuật này có hạn chế là thời gian ghi ảnh rất lớn.