原子力显微镜（Atomic Force Microscope, AFM）是一种能够观察表面形貌的高精度仪器。它的工作原理基于探针与样品之间的相互作用力。AFM的核心部件是一个极其纤细的探针，通常由硅或氮化硅制成，其尖端只有一个纳米级大小。
当探针靠近样品表面时，由于范德华力、静电力等分子间的作用力，探针会受到一个微小但可测量的排斥力。通过精密的反馈控制系统，可以保持探针与样品表面之间恒定的距离，从而记录下探针在不同位置的高度变化。这些数据被转换成三维图像，显示出样品表面的微观结构。
AFM不仅限于表面形貌的观测，还可以进行多种物理性质的测量，如摩擦力、粘附力、弹性模量等。此外，根据不同的应用需求，AFM可以配备不同的扫描模式和传感器，以适应各种复杂的实验条件。
AFM技术的优势在于其极高的分辨率，可以达到原子尺度，同时对样品损伤极小，适用于几乎所有的固体材料表面的研究。无论是生物学、物理学还是材料科学领域，AFM都展现出了强大的研究能力，为科学家们提供了全新的视角来探索未知的世界。