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原子力顯微鏡(AFM)是一種用于研究固體材料表面結構的精密分析儀器。它通過檢測探針與樣品表面之間的微弱原子間相互作用力來獲取樣品表面的三維形貌和性質。這種相互作用力微弱，通常只有幾皮牛頓(pN)，因此需要使用高度敏感的微懸臂，其一端固定，另一端裝有微小的針尖。當探針接近樣品表面時，針尖會與其相互作用，導致微懸臂發生形變或運動狀態的變化。通過檢測這些變化，可以獲取作用力分布信息，從而以納米級分辨率獲得表面形貌、結構信息及粗糙度等參數。
原子力顯微鏡是一種納米級分辨率的成像技術，通過探針與樣品表面接觸進行研究。原子力顯微鏡可以檢測很多樣品，提供表面研究和生產控制或流程發展的數據，這些都是常規掃描型表面粗糙度儀及電子顯微鏡所不能提供的。
原子力顯微鏡基本的功能是：
通過檢測探針-樣品作用力可表征樣品表面的三維形貌，這是原子力顯微鏡基本的功能。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、顆粒度、平均梯度、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-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。
通過檢測探針和樣品作用力來表征樣品表面的三維形貌。因為樣品表面的高低起伏情況可以準確的以數值的形式反饋回來，所以能夠通過對樣品表面整體的圖像進行分析，得到樣品表面的粗糙度、平均梯度、顆粒度、孔結構以及孔徑分布的參數等;若對小范圍的樣品表面的圖像進行分析，還可以獲得物質的晶形結構、分子的結構、聚集狀態、表面積及體積等方面的信息。
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