原子力顯微鏡是一種可以用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。它將一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的微懸臂一端固定，另一端有一微小針尖，使之與樣品表面輕輕接觸。由于針尖j部原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力，會(huì)使懸臂發(fā)生微小的偏轉(zhuǎn)。通過檢測(cè)出偏轉(zhuǎn)量并作用反饋控制其排斥力的恒定，就可以獲得微懸臂對(duì)應(yīng)于各點(diǎn)的位置變化，從而獲得樣品表面形貌的圖像。
成像模式：
（1）接觸模式：針尖與樣品表面距離小，利用原子間的斥力；可獲得高解析度圖像；樣品變形，針尖受損；不適合于表面柔軟的材料。
（2）非接觸模式：針尖距離樣品5-20nm,利用原子間的吸引力，不損傷樣品表面，可測(cè)試表面柔軟樣品；分辨率低，有誤判現(xiàn)象。
（3）輕敲模式：探針在Z軸維持固定頻率振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)到谷底時(shí)與樣品接觸，對(duì)樣品破壞小，分辨率幾乎同接觸模式相同。
AFM原子力顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)：
（1）樣品無需導(dǎo)電；
（2）能在多種環(huán)境（如真空、大氣、液體、低溫等）下工作；
（3）能得到物體表面的高分辨三維像；
（4）能對(duì)單細(xì)胞、單分子進(jìn)行操作，如在細(xì)胞膜上打孔、切割染色體等。