原子力顯微鏡是一種可以用來研究包括絕緣體在內的固體材料表面結構的分析儀器。它將一個對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，會使懸臂發(fā)生微小的偏轉。通過檢測出偏轉量并作用反饋控制其排斥力的恒定，就可以獲得微懸臂對應于各點的位置變化，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，當振動到谷底時與樣品接觸，對樣品破壞小，分辨率幾乎同接觸模式相同。

AFM原子力顯微鏡的優(yōu)點：

（1）樣品無需導電；

（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）能對單細胞、單分子進行操作，如在細胞膜上打孔、切割染色體等。