Os microscópios de força atômica (AFMs) são um tipo de microscópio. Os AFMs fornecem imagens de átomos sobre ou em superfícies. Assim como o microscópio eletrônico de varredura (SEM), o objetivo do AFM é olhar objetos em nível atômico. Na verdade, o AFM pode ser usado para olhar átomos individuais. Ele é comumente usado em nanotecnologia.
O AFM pode fazer algumas coisas que o SEM não pode fazer. O AFM pode fornecer uma resolução mais alta do que o SEM. Além disso, o AFM não precisa operar em um vácuo. Na verdade, o AFM pode operar em ar ambiente ou água, de modo que pode ser usado para ver superfícies de amostras biológicas como células vivas.
O AFM trabalha empregando uma agulha ultra fina presa a uma viga cantilever. A ponta da agulha percorre as cristas e vales do material a ser imitado, "sentindo" a superfície. medida que a ponta se move para cima e para baixo devido à superfície, o cantilever se desvia. Em uma configuração básica, um laser brilha sobre o cantilever em um ângulo oblíquo e permite a medição direta da deflexão no cantilever pela simples mudança do ângulo de incidência do feixe laser. Desta forma, uma imagem pode ser criada revelando a configuração das moléculas que estão sendo imitadas pela máquina.
Há muitos modos de operação diferentes para um AFM. Um é o "modo de contato", onde a ponta é simplesmente movida através da superfície e as deflexões do cantilever são medidas. Outro modo é chamado "tapping mode", porque a ponta é batida contra a superfície enquanto ela viaja. Ao controlar o quão dura é a ponta é batida, o AFM pode se afastar da superfície quando a agulha sente uma crista, de modo que não baterá contra a superfície quando se movimentar transversalmente. Este modo também é útil para amostras biológicas, pois é menos provável que danifique uma superfície macia. Estes são os modos básicos mais comumente utilizados. Entretanto, existem diferentes nomes e métodos como "modo de contato intermitente", "modo sem contato", modos "dinâmico" e "estático" e mais, mas estes são muitas vezes variações nos modos de contato e tapping descritos acima.