原子力顯微鏡AFM是一種可用來研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細探針與受測樣品原子之間的作用力，從而達到檢測的目的，具有原子級的分辨率。

 

主要用途：

 

材料表面形貌的觀察和分析；

對生物細胞的表面形態(tài)觀察；

生物大分子的結(jié)構(gòu)及其他性質(zhì)的觀測研究；

生物分子間力譜曲線的觀測。

 

原子力顯微鏡受工作環(huán)境限制較少，它可以在超高真空、氣相、液相和電化學(xué)的環(huán)境下操作。

 

（1）真空環(huán)境：最早的掃描隧道顯微鏡（STA）研究是在超高真空下進行操作的。后來，隨著AFM的出現(xiàn)，人們開始使用真空AFM研究固體表面。真空AFM避免了大氣中雜質(zhì)和水膜的干擾，但其操作較復(fù)雜。

 

（2）氣相環(huán)境：在氣相環(huán)境中，AFM操作比較容易，它是廣泛采用的一種工作環(huán)境。因AFM操作不受樣品導(dǎo)電性的限制，它可在空氣中研究任何固體表面，氣相環(huán)境中AFM多受樣品表面水膜干擾。

 

（3）液相環(huán)境：在液相環(huán)境中。AFM是把探針和樣品放在液池中工作，它可以在液相中研究樣品的形貌。液相中AFM消除了針尖和樣品之間的毛細現(xiàn)象，因此減少了針尖對樣品的總作用力，液相AFM的應(yīng)用十分廣闊，它包括生物體系、腐蝕或任一液固界面的研究。

 

（4）電化學(xué)環(huán)境：正如超高真空系統(tǒng)一樣，電化學(xué)系統(tǒng)為AFM提供了另一種控制環(huán)境，電化學(xué)AFM是在原有AFM基礎(chǔ)上添加了電解雙恒電位儀和相應(yīng)的應(yīng)用軟件，電化學(xué)AFM可以現(xiàn)場研究電極的性質(zhì)，包括化學(xué)和電化學(xué)過程誘導(dǎo)的吸附、腐蝕以及有機和物分子在電極表面的沉積和形態(tài)變化等。