原子力顯微鏡可以檢測很多樣品，提供表面研究和生產(chǎn)控制或流程發(fā)展的數(shù)據(jù)，這些都是常規(guī)掃描型表面粗糙度儀及電子顯微鏡所不能提供的。
　　
　　原子力顯微鏡是以掃描隧道顯微鏡基本原理發(fā)展起來的掃描探針顯微鏡。原子力顯微鏡的出現(xiàn)無疑為納米科技的發(fā)展起到了推動作用。以原子力顯微鏡為代表的掃描探針顯微鏡是利用一種小探針在樣
　　
　　品表面上掃描，從而提供高放大倍率觀察的一系列顯微鏡的總稱。原子力顯微鏡掃描能提供各種類型樣品的表面狀態(tài)信息。與常規(guī)顯微鏡比較，原子力顯微鏡的優(yōu)點是在大氣條件下，以高倍率觀察樣品
　　
　　表面，可用于幾乎所有樣品（對表面光潔度有一定要求），而不需要進行其他制樣處理，就可以得到樣品表面的三維形貌圖象。并可對掃描所得的三維形貌圖象進行粗糙度計算、厚度、步寬、方框圖或顆粒度分析。
　　
　　一、基本原理
　　
　　原子力顯微鏡是利用檢測樣品表面與細(xì)微的探針尖端之間的相互作用力（原子力）測出表面的形貌。
　　
　　探針尖端在小的軔性的懸臂上，當(dāng)探針接觸到樣品表面時，產(chǎn)生的相互作用，以懸臂偏轉(zhuǎn)形式檢測。樣品表面與探針之間的距離小于3－4nm，以及在它們之間檢測到的作用力，小于10－8N。

        激光二極管的光線聚焦在懸臂的背面上。當(dāng)懸臂在力的作用下彎曲時，反射光產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，使用位敏光電檢測器偏轉(zhuǎn)角。然后通過計算機對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，從而得到樣品表面的三維圖象。
　　
　　完整的懸臂探針，置放于在受壓電掃描器控制的樣品表面，在三個方向上以精度水平0.1nm或更小的步寬進行掃描。一般，當(dāng)在樣品表面詳細(xì)掃繪（XY軸）時，懸臂的位移反饋控制的Z軸作用下保存固定不變。以對掃描反應(yīng)是反饋的Z軸值被輸入計算機處理，得出樣品表面的觀察圖象（3D圖象）。
　　
　　二、原子力顯微鏡的特點
　　
　　1．高分辨力能力遠遠超過掃描電子顯微鏡（SEM），以及光學(xué)粗糙度儀。樣品表面的三維數(shù)據(jù)滿足了研究、生產(chǎn)、質(zhì)量檢驗越來越微觀化的要求。
　　
　　2．非破壞性，探針與樣品表面相互作用力為10－8N以下，遠比以往觸針式粗糙度儀壓力小，因此不會損傷樣品，也不存在掃描電子顯微鏡的電子束損傷問題。另外掃描電子顯微鏡要求對不導(dǎo)電的樣品進行鍍膜處理，而原子力顯微鏡則不需要。
　　
　　3．應(yīng)用范圍廣，可用于表面觀察、尺寸測定、表面粗糙測定、顆粒度解析、突起與凹坑的統(tǒng)計處理、成膜條件評價、保護層的尺寸臺階測定、層間絕緣膜的平整度評價、VCD涂層評價、定向薄膜的摩擦處理過程的評價、缺陷分析等。
　　
　　4．軟件處理功能強，其三維圖象顯示其大小、視角、顯示色、光澤可以自由設(shè)定。并可選用網(wǎng)絡(luò)、等高線、線條顯示。圖象處理的宏管理，斷面的形狀與粗糙度解析，形貌解析等多種功能。
　　
　　三、應(yīng)用實例
　　
　　1．應(yīng)用于紙張質(zhì)量檢驗。

        2．應(yīng)用于陶瓷膜表面形貌分析。

        3．評定材料納米尺度表面形貌特征