原子力显微镜
原子力显微镜是一种纳米级分辨率的成像技术，通过探针与样品表面接触进行研究。样品表面和探针间的原子排斥力会导致悬臂梁向上弯曲，通过将激光反射到光电检测器，来测量悬臂梁的弯曲程度，从而计算得出排斥力的大小。在探针扫过样品表面的过程中，保持排斥力的恒定，则探针的纵向移动将勾勒出样品表面的轮廓，记录下样品表面的3D形貌图。在纳米尺度上，力学变量（电场、磁场、等）都会给这一交互过程带来影响。因此，原子力显微镜可以分析材料的表面形貌，力学，电学，磁学，热学等性能。
原子力显微镜的主要应用领域如下：
在材料科学领域，原子力显微镜不但可以获得材料表面的3D形貌、表面粗糙度等信息，而且可以获得材料表面物理性质分布的差异，例如摩擦力、阻抗分布、电势分布、介电常数，压电特性、磁学性质等。

在聚合物科学领域，原子力显微镜可以获得表面的结构以及材料表面物理性质。对样品进行加热，可以研究聚合物的相变过程；结合环境腔，可以研究有机溶剂气氛下聚合物表面结构演变过程，有助于解释聚合物失效机理。

聚合物样品表面形貌

在半导体工业领域，原子力显微镜可以检测基片表面抛光缺陷、图形化结构、薄膜表面形貌以及定量的表面粗糙度数据和深度信息，同时可以检测表面缺陷（比如电流泄漏、结构缺陷、晶格错位、缺陷密度和传播等）以及表面阻抗、电势分布、介电常数、掺杂浓度等，有利于半导体材料的可靠性、均一性和失效性分析。

在电化学领域，原子力显微镜可以原位研究电化学的沉积过程，揭示电化学的反应机理；可以原位研究金属腐蚀过程，有助于解决金属腐蚀机理；结合手套箱，可以原位研究锂电池充放电过程。

生命科学领域，原子力显微镜不但可以原位检测溶液下DNA，蛋白，细胞的精细结构，还可以对其进行力学和电学性质的测量，获得生物样品的杨氏模量以及阻抗特性。

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