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觀察物體表面微觀形貌的新型實驗技術(shù)。其技術(shù)特點可以歸納為以下幾個方面：

一、高分辨率成像

原子力顯微鏡能夠?qū)崿F(xiàn)原子級別的分辨率，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“實際接觸”，當(dāng)針尖輕輕掃過樣品表面時，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，始終不與樣品接觸，探測器檢測的是范德華作用力和靜電力等對成像樣品沒有破壞的長程作用力。需要使用較堅硬的懸臂，所得到的信號更小，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時，分辨率較低。對于研究柔軟或有彈性的樣品較佳，不過會有誤判現(xiàn)象，操作相對較難，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，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，微懸臂以*大振幅自由振蕩；當(dāng)針尖與樣品表面接觸時，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獲得形貌信息。適用于對生物大分子、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量薄膜的厚度，通過掃描薄膜表面并測量微力探針與薄膜之間的相互作用力的變化來確定。

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、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。

原子力顯微鏡對樣品的導(dǎo)電性沒有要求，因此可以測量各種類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，提供了極大的實驗靈活性和便利性。

四、樣品制備簡單且對樣品破壞小

原子力顯微鏡的樣品制備過程相對簡單，通常需要將樣品固定到基底上，并要求基底干凈無雜質(zhì)。常用的樣品固定方法有膠固定和靜電吸附等。

在測試過程中，AFM原子力顯微鏡對樣品的破壞較小，特別是在輕敲模式下，由于接觸時間非常短暫且作用力小，因此對樣品的損傷幾乎可以忽略不計。

五、技術(shù)局限性

原子力顯微鏡對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，可能會導(dǎo)致部分樣品表面無法被探測到，從而無法獲得真實的形貌。

在使用AFM原子力顯微鏡進(jìn)行成像時，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型的樣品和實驗條件。

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、樣品制備簡單且對樣品破壞小等技術(shù)特點，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。