它通過檢測(cè)待測(cè)樣品表面和一個(gè)微型力敏感元件之間的較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*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。原子力顯微鏡的用途：
材料表面形貌的觀察和分析；
對(duì)生物細(xì)胞的表面形態(tài)觀察；
生物大分子的結(jié)構(gòu)及其他性質(zhì)的觀測(cè)研究；
生物分子間力譜曲線的觀測(cè)。
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意樣品顆粒或者表面粗糙度不能過大。如果樣品表面起伏過大的樣品可能會(huì)超出儀器掃描范圍，另外粗糙度比較大的樣品會(huì)導(dǎo)致針尖易磨鈍或者受污染，對(duì)圖像質(zhì)量有很大影響，且磨損無法修復(fù)增加耗材成本。
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