原子力顯微鏡（AtomicForceMicroscope，簡(jiǎn)稱AFM）是一種用于研究表面形貌和表面特性的高分辨率掃描探針顯微鏡。它利用微懸臂上的針尖與樣品表面之間的相互作用力來獲取表面形貌和表面特性信息。AFM可以測(cè)試各種材料表面的形貌、粗糙度、彈性、硬度、化學(xué)反應(yīng)等特性，廣泛應(yīng)用于納米科學(xué)研究領(lǐng)域。AFM測(cè)試的內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：1.表面形貌：AFM可以獲取表面形貌的高分辨率圖像，包括表面起伏、溝壑、顆粒大小等特征。這對(duì)于研究表面微觀結(jié)構(gòu)、表面處理效果以及材料性能等方面具有重要意義。2.表面粗糙度：AFM可以測(cè)量表面粗糙度，即表面微小起伏和波紋的幅度和頻率。這對(duì)于研究表面加工質(zhì)量、材料表面處理效果以及摩擦學(xué)等領(lǐng)域具有重要意義。3.彈性：AFM可以測(cè)量樣品的彈性，包括彈性模量和泊松比等參數(shù)。這對(duì)于研究材料力學(xué)性能、材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及納米尺度下的力學(xué)行為等方面具有重要意義。4.硬度：AFM可以測(cè)量樣品的硬度，即針尖在樣品表面劃過時(shí)所受到的阻力。這對(duì)于研究材料硬度分布、材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及納米尺度下的力學(xué)行為等方面具有重要意義。5.化學(xué)反應(yīng)：AFM可以觀察表面化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)過程，包括化學(xué)反應(yīng)前后表面形貌的變化、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的生成等； 使樣品進(jìn)行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計(jì)算機(jī)控制的圖像采集、顯示及處理系統(tǒng)組成。重慶原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)

AFM液相成像技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于消除了毛細(xì)作用力，針尖粘滯力，更重要的是可以在接近生理?xiàng)l件下考察DNA的單分子行為。DNA分子在緩沖溶液或水溶液中與基底結(jié)合不緊密，是液相AFM面臨的主要困難之一。硅烷化試劑,如3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）和陽離子磷脂雙層修飾的云母基底固定DNA分子，再在緩沖液中利用AFM成像，可以解決這一難題。在氣相條件下陽離子參與DNA的沉積已經(jīng)發(fā)展十分成熟，適于AFM觀察。在液相條件下，APTES修飾的云母基底較常用。DNA的許多構(gòu)象諸如彎曲，超螺旋，小環(huán)結(jié)構(gòu)，三鏈螺旋結(jié)構(gòu)，DNA三通接點(diǎn)構(gòu)象，DNA復(fù)制和重組的中間體構(gòu)象，分子開關(guān)結(jié)構(gòu)和藥物分子插入到DNA鏈中的相互作用都地被AFM考察，獲得了許多新的理解；滄州原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)距離太大不能獲得樣品表面的信息，距離太小會(huì)損傷探針和被測(cè)樣品，反饋回路的作用就是在工作過程中；

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生命科學(xué)開始向定量科學(xué)方向發(fā)展。大部分實(shí)驗(yàn)的研究重點(diǎn)已經(jīng)變成生物大分子，特別是核酸和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)及其相關(guān)功能的關(guān)系。因?yàn)锳FM的工作范圍很寬，可以在自然狀態(tài)（空氣或者液體）下對(duì)生物醫(yī)學(xué)樣品直接進(jìn)行成像，分辨率也很高。因此，AFM已成為研究生物醫(yī)學(xué)樣品和生物大分子的重要工具之一。AFM應(yīng)用主要包括三個(gè)方面：生物細(xì)胞的表面形態(tài)觀測(cè)；生物大分子的結(jié)構(gòu)及其他性質(zhì)的觀測(cè)研究；生物分子之間力譜曲線的觀測(cè)。

    原子力顯微鏡（AtomicForceMicroscope，AFM），通過檢測(cè)待測(cè)樣品表面和一個(gè)微型力敏感元件之間的極微弱的原子間相互作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。將一對(duì)微弱力極端敏感的微懸臂一端固定，另一端的微小針尖接近樣品，這時(shí)它將與其相互作用，作用力將使得微懸臂發(fā)生形變或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。掃描樣品時(shí)，利用傳感器檢測(cè)這些變化，就可獲得作用力分布信息，從而以納米級(jí)分辨率獲得表面形貌結(jié)構(gòu)信息及表面粗糙度信息。AFM是通過檢測(cè)原子間極微弱的相互作用力來研究物質(zhì)的表面結(jié)構(gòu)及性質(zhì)。其基本原理為原子間距離靠近，對(duì)外體現(xiàn)排斥作用力，原子距離遠(yuǎn)離，則體現(xiàn)相互吸引力，如圖。原子力顯微鏡主要分為以下部件：探針針尖、懸臂、激光、PSD光電檢測(cè)器、反饋成像系統(tǒng)。具體來說，將一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的微懸臂一端固定，另一端有一微小的針尖，針尖與樣品表面輕輕接觸，由于針尖原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力，通過在掃描時(shí)這種力的恒定，帶有針尖的微懸臂將對(duì)應(yīng)于針尖與樣品表面原子間作用力的等位面而在垂直于樣品的表面方向起伏運(yùn)動(dòng)。利用激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦在微懸臂背面，并從微懸臂背面反射到由光電二極管構(gòu)成的光斑位置檢測(cè)器，此時(shí)。 二極管激光器（LaserDiode）發(fā)出的激光束經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦在微懸臂（Cantilever）背面；

原子力顯微鏡是在1986年由掃描隧道顯微鏡(ScanningTunnelingMicroscope)的發(fā)明者之一的葛賓尼(GerdBinnig)博士在美國斯坦福大學(xué)與C.FQuate和C.Gerber等人研制成功的；[1]它主要由帶針尖的微懸臂、微懸臂運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置、監(jiān)控其運(yùn)動(dòng)的反饋回路、使樣品進(jìn)行掃描的壓電陶瓷掃描器件、計(jì)算機(jī)控制的圖像采集、顯示及處理系統(tǒng)組成。微懸臂運(yùn)動(dòng)可用如隧道電流檢測(cè)等電學(xué)方法或光束偏轉(zhuǎn)法、干涉法等光學(xué)方法檢測(cè)，當(dāng)針尖與樣品充分接近相互之間存在短程相互斥力時(shí)，檢測(cè)該斥力可獲得表面原子級(jí)分辨圖像，一般情況下分辨率也在納米級(jí)水平。AFM測(cè)量對(duì)樣品無特殊要求，可測(cè)量固體表面、吸附體系等；主要有以下3種操作模式接觸模式（contactmode)，非接觸模式（non-contactmode)和敲擊模式(tappingmode）；河北原子力顯微鏡測(cè)試服務(wù)

因此，反饋控制是本系統(tǒng)的主要工作機(jī)制。重慶原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)

敲擊模式介于接觸模式和非接觸模式之間，是一個(gè)雜化的概念。懸臂在試樣表面上方以其共振頻率振蕩，針尖是周期性地短暫地接觸/ 敲擊樣品表面。這就意味著針尖接觸樣品時(shí)所產(chǎn)生的側(cè)向力被明顯地減小了。因此當(dāng)檢測(cè)柔嫩的樣品時(shí)，AFM的敲擊模式是好的選擇之一。一旦AFM開始對(duì)樣品進(jìn)行成像掃描，裝置隨即將有關(guān)數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，如表面粗糙度、平均高度、峰谷峰頂之間的最大距離等，用于物體表面分析。同時(shí)，AFM 還可以完成力的測(cè)量工作，測(cè)量懸臂的彎曲程度來確定針尖與樣品之間的作用力大小。重慶原子力顯微鏡測(cè)試系統(tǒng)