原子力顯微鏡是用來(lái)研究固體材料的表面結(jié)構(gòu)一種分析儀器，包括絕緣體。它通過(guò)對(duì)待測(cè)樣品表面與微力傳感元件之間極弱的原子相互作用進(jìn)行檢測(cè)，以此來(lái)對(duì)材料的表面結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究。

微懸臂對(duì)弱力非常敏感，因此如果微懸臂一端固定，而另一端的靠近樣品時(shí)，就會(huì)與樣品發(fā)生相互作用，而力的作用會(huì)讓微懸臂發(fā)生變形，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也會(huì)改變。在掃描樣品時(shí)，如果需要知道獲得力的分布信息，可以利用傳感器來(lái)檢測(cè)這些變化，因此納米級(jí)分辨率的表面形態(tài)結(jié)構(gòu)信息就可以獲取，以及表面粗糙度信息也可以獲取。

AFM原子力顯微鏡的主要組成部分中的微懸臂運(yùn)動(dòng)如果和樣品之間有短程斥力存在，那么通過(guò)檢測(cè)斥力來(lái)得到表面原子分辨率圖像。正常情況下，分辨率也是在納米級(jí)。原子力顯微鏡測(cè)量對(duì)樣品沒(méi)有特殊要求，可以測(cè)量固體表面、吸附系統(tǒng)等。

AFM原子力顯微鏡與SEM掃描電鏡相比較而言存在很多優(yōu)勢(shì)。

①電子顯微鏡只能提供二維圖像，而AFM能提供真實(shí)的三維表面圖像。

②同時(shí)，原子力顯微鏡不需要對(duì)樣品進(jìn)行任何特殊處理，如鍍銅、鍍碳等，避免對(duì)樣品造成不可逆的損害。

③電子顯微鏡需要在高真空環(huán)境下工作，而AFM原子力顯微鏡在常壓甚至液體環(huán)境下也能很好地工作。這樣一來(lái)，它就可以用來(lái)研究生物大分子，甚至是活的生物組織。