原子力顯微鏡是一種高分辨的新型顯微儀器，具有一系列顯著的主要特征，這些特征使其在多個領域得到廣泛應用。以下是AFM原子力顯微鏡的主要特征介紹：

1. 高分辨率與納米級觀測能力

原子級分辨率：原子力顯微鏡具有原子級別的識別能力，可以在納米尺度上觀測和測量樣品表面，其垂直方向的分辨率可達到約0.01nm，這對于表征納米片厚度等精細結構尤為重要。

多種環境適應性：AFM原子力顯微鏡可以在多種環境下工作，包括空氣或溶液中，這使得它在不同實驗條件下都能發揮作用。

2. 多樣化的成像模式

接觸模式：針尖與樣品表面距離較小，利用原子間的斥力進行成像，可獲得高解析度圖像，但可能導致樣品變形和針尖受損，不適合表面柔軟的材料。

非接觸模式：針尖距離樣品表面5-20納米，利用原子間的吸引力進行成像，不損傷樣品表面，可測試表面柔軟的樣品，但分辨率較低，存在誤判現象。

輕敲模式：針尖在掃描過程中周期性地接觸和離開樣品表面，以減少表面損傷并提高成像分辨率，其分辨率幾乎與接觸模式相同。

3. 豐富的測試項目與功能

表面形貌與粗糙度測量：原子力顯微鏡可以精確測量樣品表面的形貌、粗糙度等參數，如表面平均粗糙度Ra和均方根粗糙度Rq，為材料表面質量評估提供重要依據。

力學性質測試：通過力曲線分析，AFM原子力顯微鏡可以表征樣品表面的力學性質，如楊氏模量、黏附力等。

特殊模式應用：如PFM（壓電力顯微鏡）、EFM（靜電力顯微鏡）、KPFM（表面電勢）等，進一步拓展了原子力顯微鏡在材料表面物理性質測試方面的應用。

4. 廣泛的應用領域

材料科學：用于研究金屬、半導體、陶瓷、高分子等材料的表面形貌和物理性質。

生物醫學：在生物分子、細胞表面結構等領域發揮重要作用，如研究蛋白質、DNA等生物大分子的表面形態。

半導體加工：在半導體加工過程中，AFM原子力顯微鏡可用于無損測量高縱比結構（如溝槽和臺階）的深度和寬度，以及表征納米片厚度等。

5. 樣品制備與要求

樣品狀態可為粉末、液體、塊體、薄膜等，但需滿足一定的尺寸和表面要求。

粉末樣品顆粒一般不超過5微米，液體樣品濃度不宜過高以避免粒子團聚損傷針尖。

薄膜或塊狀樣品需標明測試面，并確保表面平整、干凈、均勻。

綜上所述，原子力顯微鏡以其高分辨率、多樣化的成像模式、豐富的測試項目與功能以及廣泛的應用領域等特征，在科學研究和工業生產中發揮著重要作用。