原子力顯微鏡的功能

1、表面形貌的表征

　　通過檢測探針一樣品作用力可表征樣品表面的三維形貌，這是AFM最基本的功能。由于表面的高低起伏狀態能夠準確地以數值的形式獲取，對表面整體圖像進行分析可得到樣品表面的粗糙度(Roughness)、顆粒度(Granularity)、平均梯度(Step Height)、孔結構和孔徑分布等參數;對小范圍表面圖像分析還可得到表面物質的晶形結構、聚集狀態、分子的結構、面積和表面積及體積等;通過一定的軟件也可對樣品的形貌進行豐富的三維模擬顯示如等高線顯示法、亮度一高度對應法等，亦可轉換不同的視角，讓圖像更適于人的直觀視覺。

　　2、表面物化屬性的表征

　　AFM的一種重要的測量方法是力一距離曲線，它包含了豐富的針尖一樣品作用信息。在探針接近甚至壓入樣品表面又隨后離開的過程中，測量并記錄探針所受到的力，就得到針尖和樣品間的力一距離曲線。通過分析針尖一樣品作用力，就能夠了解樣品表面區域的各種性質如壓彈性、粘彈性、硬度等物理屬性;若樣品表面是有機物或生物分子，還可通過探針與分子的結合拉伸了解物質分子的拉伸彈性、聚集狀態或空間構象等物理化學屬性;若用蛋白受體或其它生物大分子對探針進行修飾(functionization)，探針則會具有特定的分子識別功能，從而了解樣品表面分子的種類與分布等生物學特性。

　　3、AFM的功能拓展

　　根據針尖與樣品材料的不同及針尖一樣品距離的不同，針尖一樣品作用力可以是原子間斥力、范德瓦爾斯吸引力、彈性力、粘附力、磁力和靜電力以及針尖在掃描時產生的摩擦力。目前，通過控制并檢測針尖一一樣品作用力，AFM已經發展成為掃描探針顯微鏡家族(SPM Family)，不僅可以高分辨率表征樣品表面形貌，還可分析與作用力相應的表面性質。摩擦力顯微鏡可分析研究材料的摩擦系數 ;磁力顯微鏡可研究樣品表面的磁疇分布，成為分析磁性材料的強有力工具;利用電力顯微鏡可分析樣品表面電勢、薄膜的介電常數和沉積電荷等。另外，AFM還可對原子和分子進行操縱、修飾和加工，并設計和創造出新的結構和物質。