AFM，即原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope），是一種利用原子、分子間的相互作用力來(lái)觀察物體表面微觀形貌的新型實(shí)驗(yàn)技術(shù)。其技術(shù)特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面：
一、高分辨率成像
原子力顯微鏡能夠?qū)崿F(xiàn)原子級(jí)別的分辨率，其垂直方向的分辨率可達(dá)到約0.01nm，側(cè)向分辨率也極高，使得它能夠捕捉到樣品表面的細(xì)微結(jié)構(gòu)和特征。
AFM原子力顯微鏡的成像質(zhì)量穩(wěn)定，能夠生成高質(zhì)量的三維圖像，有助于科研人員更直觀地理解樣品表面的形貌和結(jié)構(gòu)。
二、多種成像模式
接觸式（Contact mode）：探針J端和樣品做柔軟性的“實(shí)際接觸”，當(dāng)針尖輕輕掃過(guò)樣品表面時(shí)，接觸的力量引起懸臂彎曲，進(jìn)而得到樣品的表面圖形。但不適用于研究生物大分子、低彈性模量樣品以及容易移動(dòng)和變形的樣品。
非接觸式（Non-contact mode）：針尖在樣品表面的上方振動(dòng)，始終不與樣品接觸，探測(cè)器檢測(cè)的是范德華作用力和靜電力等對(duì)成像樣品沒(méi)有破壞的長(zhǎng)程作用力。需要使用較堅(jiān)硬的懸臂，所得到的信號(hào)更小，需要更靈敏的裝置。雖然增加了顯微鏡的靈敏度，但當(dāng)針尖和樣品之間的距離較長(zhǎng)時(shí)，分辨率較低。對(duì)于研究柔軟或有彈性的樣品較佳，不過(guò)會(huì)有誤判現(xiàn)象，操作相對(duì)較難，通常不適用于在液體中成像。
輕敲式（Tapping mode）：微懸臂在其共振頻率附近做受迫振動(dòng)，振蕩的針尖輕輕地敲擊表面，間斷地和樣品接觸。當(dāng)針尖與樣品不接觸時(shí)，微懸臂以*大振幅自由振蕩；當(dāng)針尖與樣品表面接觸時(shí)，盡管壓電陶瓷片以同樣的能量激發(fā)微懸臂振蕩，但是空間阻礙作用使得微懸臂的振幅減小。反饋系統(tǒng)控制微懸臂的振幅恒定，針尖就跟隨表面的起伏上下移動(dòng)獲得形貌信息。適用于對(duì)生物大分子、聚合物等軟樣品進(jìn)行成像研究。
三、廣泛的適用性
原子力顯微鏡可以用于測(cè)量薄膜的厚度，通過(guò)掃描薄膜表面并測(cè)量微力探針與薄膜之間的相互作用力的變化來(lái)確定。
AFM原子力顯微鏡可用于導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體表面的高分辨成像，生物樣品、有機(jī)膜的高分辨成像，以及表面化學(xué)反應(yīng)研究、納米加工與操縱、超高密度信息存儲(chǔ)、分子間力和表面力研究、摩擦學(xué)及各種力學(xué)研究等領(lǐng)域。
原子力顯微鏡對(duì)樣品的導(dǎo)電性沒(méi)有要求，因此可以測(cè)量各種類(lèi)型樣品的表面形貌和結(jié)構(gòu)。
AFM原子力顯微鏡可以在大氣、真空、低溫和高溫、不同氣氛以及溶液等各種環(huán)境下工作，提供了極大的實(shí)驗(yàn)靈活性和便利性。
四、樣品制備簡(jiǎn)單且對(duì)樣品破壞小
原子力顯微鏡的樣品制備過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，通常需要將樣品固定到基底上，并要求基底干凈無(wú)雜質(zhì)。常用的樣品固定方法有膠固定和靜電吸附等。
在測(cè)試過(guò)程中，AFM原子力顯微鏡對(duì)樣品的破壞較小，特別是在輕敲模式下，由于接觸時(shí)間非常短暫且作用力小，因此對(duì)樣品的損傷幾乎可以忽略不計(jì)。
五、技術(shù)局限性
原子力顯微鏡對(duì)樣品表面的平整度有著嚴(yán)格的要求。如果樣品表面存在較大的起伏，可能會(huì)導(dǎo)致部分樣品表面無(wú)法被探測(cè)到，從而無(wú)法獲得真實(shí)的形貌。
在使用AFM原子力顯微鏡進(jìn)行成像時(shí)，需要選擇合適的探針和成像模式以確保獲得高質(zhì)量的圖像。不同的探針和成像模式適用于不同類(lèi)型的樣品和實(shí)驗(yàn)條件。
綜上所述，原子力顯微鏡以其高分辨率成像、多種成像模式、廣泛的適用性、樣品制備簡(jiǎn)單且對(duì)樣品破壞小等技術(shù)特點(diǎn)，在材料科學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。