多功能原子力顯微鏡是一種具有高分辨率的表面分析儀器，能夠提供物質表面微觀結構的三維圖像。與傳統的光學顯微鏡或電子顯微鏡不同，AFM不依賴任何形式的光學或電子成像，而是通過探針與樣品之間的物理作用力來獲取表面信息。 AFM使用一個微小的探針（通常由硅或氮化硅制成，尖非常尖銳），在樣品表面進行掃描。探針固定在柔性的懸臂上，當探針尖與樣品表面相互作用時，懸臂會發生微小的彎曲。通過激光束照射懸臂并檢測其反射光的位置變化，可以精確地測量懸臂的彎曲程度，從而推算出探針與樣品之間的相互作用力。通過控制探針在樣品表面的掃描，可以獲得樣品表面的形貌圖像。
多功能原子力顯微鏡的主要特點：
1.高分辨率：AFM能夠在納米甚至亞納米級別提供表面細節圖像。
2.多模式操作：除了標準的拓撲成像外，還可以進行力學、磁力、電學等多種性質的測量。
3.樣品適應性廣：適用于導體、絕緣體、生物材料等多種類型的樣品。
4.環境適應性強：可以在空氣、液體乃至真空環境中工作。
5.非破壞性：由于探針與樣品之間的作用力非常弱，通常不會對樣品造成損害。
6.定量分析：可以直接測量表面的粗糙度、顆粒大小、膜厚等參數。
多功能原子力顯微鏡的應用領域：
1.材料科學：研究材料的微觀結構和性質，如薄膜、納米顆粒等。
2.生物醫學：觀察生物大分子如蛋白質、DNA的結構，以及細胞表面的特性。
3.微電子學：檢測半導體器件和集成電路的表面缺陷和特性。
4.納米技術：用于納米尺度的制造和表征。
5.數據存儲：分析磁存儲介質的表面磁疇結構。
