對(duì)比于現(xiàn)有的其它顯微工具，原子力顯微鏡以其高的空間分辨率、廣泛的試驗(yàn)對(duì)象、制樣方法的簡(jiǎn)易性及試驗(yàn)環(huán)境的多樣性等特點(diǎn)而備受青睞。其在材料科學(xué)、生命科學(xué)等領(lǐng)域的研究上發(fā)揮著重大作用。

1、高的空間分辨率

AFM原子力顯微鏡的放大倍數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)以往的任何顯微鏡：光學(xué)顯微鏡的放大倍數(shù)一般都超不過(guò)1000倍;電子顯微鏡的放大極限為10^6倍;而原子力顯微鏡的放大倍數(shù)能高達(dá)10^10倍，比電子顯微鏡放大能力高10^4倍。高的分辨率使AFM原子力顯微鏡可直接觀察物質(zhì)的分子和原子，這就為人類對(duì)微觀世界的進(jìn)一步探索提供了理想的工具。

 2、廣泛的試驗(yàn)對(duì)象

原子力顯微鏡可對(duì)導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體材料進(jìn)行研究，如金屬、陶瓷、半導(dǎo)體材料;AFM原子力顯微鏡能對(duì)物理材料、化學(xué)材料進(jìn)行測(cè)量，如礦物、紙張、涂料、無(wú)機(jī)物、有機(jī)高分子等;原子力顯微鏡能對(duì)生物樣品進(jìn)行測(cè)量，如植物、動(dòng)物、細(xì)菌的組織、細(xì)胞、細(xì)胞器、生物大分子等;可也對(duì)表面軟硬不同的樣品進(jìn)行測(cè)量，如金剛石、牙齒骨骼、皮膚組織、凝膠、腫瘤細(xì)胞等;亦可對(duì)不同狀態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，如薄膜、顆粒物質(zhì)、液晶態(tài)物。但掃描隧道顯微鏡只能對(duì)表面導(dǎo)電的物質(zhì)進(jìn)行表征，電子顯微鏡也要求對(duì)樣品進(jìn)行復(fù)雜的前處理。

3、簡(jiǎn)單易行的制樣過(guò)程

在生命科學(xué)研究領(lǐng)域，各種顯微鏡對(duì)其觀察的樣本有不同的要求：電子顯微鏡的樣品必X進(jìn)行固定、脫水、包埋、切片、染色等一系列處理，因此電子顯微鏡只能觀察死的細(xì)胞或組織的微觀結(jié)構(gòu);激光掃描共聚焦顯微鏡的樣品必X經(jīng)過(guò)特殊的熒光染色，所以其應(yīng)用受限于熒光探針技術(shù)的發(fā)展;掃描隧道顯微鏡要求物質(zhì)具有表面導(dǎo)電性，否則得進(jìn)行鍍金處理，過(guò)程十分麻煩;而樣本只需稍加固定處理便可在AFM原子力顯微鏡下進(jìn)行觀察。

4、多樣的試驗(yàn)環(huán)境

原子力顯微鏡的工作環(huán)境十分豐富，既可以在真空中，也可以在大氣中工作;可以在干燥氣體氛圍中進(jìn)行，也可以進(jìn)行濕度控制;既可以對(duì)樣品加熱，也可以對(duì)樣品冷卻;既可以對(duì)樣品進(jìn)行氣體噴霧，也可以在溶液中觀察樣品。在大氣條件或溶液中都能進(jìn)行，這就為生命科學(xué)的研究提供了極大的便利結(jié)合上述制樣特點(diǎn)，AFM原子力顯微鏡能觀察生理狀態(tài)下的生物樣品及其動(dòng)態(tài)過(guò)程，并可考察環(huán)境對(duì)其生理狀態(tài)的影響。對(duì)于其它材料亦可研究它們隨環(huán)境變化而發(fā)生的物化性質(zhì)改變的規(guī)律。