Kính hiển vi lực nguyên tử, viết tắt là AFM, là một công nghệ kính hiển vi có độ phân giải cao. Nó có khả năng thực hiện các phép đo và phân tích chính xác về hình dạng bề mặt, tính chất vật lý và tính chất hóa học của vật chất ở quy mô nano. Thông qua một đầu dò nhỏ tương tác với bề mặt mẫu, lực được tạo ra có thể khiến đầu dò bị dịch chuyển một chút. Những dịch chuyển này được chụp bởi một hệ thống phát hiện cực kỳ nhạy cảm và được chuyển đổi thành hình ảnh và dữ liệu. Các lực tương tác giữa đầu dò và bề mặt mẫu bao gồm lực van der Waals, điện tĩnh, lực từ, v.v., và bằng cách kiểm soát và đo lường các lực này, kính hiển vi lực nguyên tử có thể thu được nhiều thông tin khác nhau về bề mặt mẫu.
Ưu điểm của kính hiển vi lực nguyên tử là đáng chú ý. Đầu tiên, nó có độ phân giải không gian cao và có thể phân biệt cấu trúc và hình thái của các nguyên tử và phân tử riêng lẻ. Điều này cho phép các nhà khoa học nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc vi mô và tính chất của vật chất, cung cấp một phương tiện quan trọng để nghiên cứu trong các lĩnh vực khoa học vật liệu, vật lý, hóa học và hơn thế nữa. Thứ hai, nó có khả năng hoạt động ở nhiệt độ bình thường và áp suất bình thường, với yêu cầu tương đối thấp đối với mẫu, cho phép đo không chỉ bề mặt rắn mà còn nghiên cứu các mẫu chất lỏng và sinh học.
Trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khoa học, kính hiển vi lực nguyên tử đóng một vai trò quan trọng. Trong khoa học vật liệu, nó được sử dụng để nghiên cứu độ nhám bề mặt của vật liệu, cấu trúc tinh thể và các tính chất vật lý ở quy mô nano, cung cấp cơ sở quan trọng cho việc nghiên cứu và phát triển vật liệu mới; Trong lĩnh vực sinh học, có thể quan sát cấu trúc và chức năng của các đại phân tử sinh học như protein, DNA, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về những bí ẩn của sự sống. Trong lĩnh vực hóa học, quá trình xảy ra phản ứng hóa học trên bề mặt và cơ chế hoạt động của chất xúc tác có thể được nghiên cứu.
Khi công nghệ tiếp tục phát triển, kính hiển vi lực nguyên tử cũng tiếp tục phát triển và hoàn thiện. Sự xuất hiện của kính hiển vi lực nguyên tử đa chế độ cho phép đo đồng thời nhiều tính chất vật lý; Kính hiển vi lực nguyên tử tốc độ cao đã cải thiện đáng kể tốc độ hình ảnh và có thể quan sát các quá trình động trong thời gian thực.