原子力显微镜凭借其纳米级分辨率、环境适应性及多物理场耦合分析能力，成为材料科学、生物医学、纳米技术等领域的核心表征工具。以下从多维度系统梳理其可检测的样品种类及技术优势：
材料科学领域
金属与半导体：可分析金属薄膜、氧化物涂层、硅基晶圆的表面形貌、粗糙度及缺陷分布，如晶界、蚀刻痕迹。通过接触模式或轻敲模式，可测量纳米颗粒的尺寸分布及薄膜厚度（垂直分辨率达0.01nm），适用于半导体器件制造中的晶圆缺陷定位与层间厚度验证。
二维材料与纳米结构：对石墨烯、MoS₂、氮化硼等二维材料，可J确测定层数、台阶高度及缺陷密度；对碳纳米管、量子点、纳米线等一维结构，可解析其表面粗糙度、管径均匀性及力学特性（如杨氏模量）。
聚合物与有机材料：可研究聚合物薄膜的相分离行为、表面吸附特性及机械性能（如弹性模量、粘附力），并观察生物大分子（如DNA、蛋白质）在聚合物基底上的组装形态，支持药物载体开发及生物传感界面设计。
陶瓷与复合材料：可评估陶瓷涂层的均匀性、孔隙率及与基体的粘附强度；对复合材料，可分析增强相（如碳纤维、纳米颗粒）的分布均匀性及界面结合质量，优化材料力学性能。
生物医学领域
生物大分子与细胞：可高分辨率成像DNA双螺旋、蛋白质结构及病毒颗粒，解析其三维构象及表面电荷分布；在生理液环境下，可实时追踪细胞膜动态（如内吞、外排）、细胞骨架弹性及癌细胞与正常细胞的力学差异（如硬度、粘附力），为疾病机制研究提供定量数据。
活体组织与生物活体：通过液体池设计，可在常压或变温（-35°C至250°C）条件下直接观测活细胞、组织切片及生物流体中的纳米颗粒行为，支持生物活性物质（如酶、抗体）的表面吸附动力学研究。
特殊样品与环境适应
薄膜与块体材料：支持薄膜厚度、表面粗糙度及台阶高度的无损测量，适用于半导体制造中的高纵比结构（如沟槽、台阶）的深度/宽度验证；块体样品（尺寸范围0.5-3cm）可分析其表面缺陷、晶粒尺寸及力学各向异性。
粉末与液体样品：粉末样品需超声分散后滴涂于基底（如云母、硅片），可分析颗粒尺寸分布及团聚状态；液体样品可直接沉积于基底或通过微流控系统观测动态过程（如胶体颗粒的自组装）。
电学与磁学特性：通过压电力显微镜（PFM）可研究铁电/压电材料的畴结构及电致形变；通过导电力显微镜（C-AFM）可分析表面电势分布及电荷传输特性；磁力显微镜（MFM）可表征磁性材料的畴壁结构及磁化强度分布。
技术优势与扩展应用
AFM原子力显微镜无需样品导电处理，可在空气、液体或真空环境中工作，支持多模式成像（形貌、相位、力曲线）及物理性质同步测量（力学、电学、磁学）。结合变温模块，可研究材料在J端温度下的相变行为；通过高次谐波成像技术，可提升分辨率至亚纳米级，适用于量子材料、超导薄膜的J密表征。
综上，原子力显微镜以其广泛的样品适应性、多物理场耦合分析能力及纳米级分辨率，成为跨学科研究中不可或缺的表征工具，持续推动材料设计、生物医学及纳米技术的创新发展。