一種Y-形碳納米管原子力顯微鏡探針針頭和方法,包括桿部;從該桿部的同一端延伸的一對(duì)成角度的臂,其中該桿部和一對(duì)成角度的臂包括化學(xué)修飾的碳納米管,并且其中該化學(xué)修飾的碳納米管是利用胺、羧基、氟和金屬成分的任一個(gè)修飾的。優(yōu)選地,每對(duì)成角度的臂包括至少200NM的長(zhǎng)度和10到200NM之間的直徑。此外,化學(xué)修飾的碳納米管優(yōu)選地適應(yīng)于待探測(cè)襯底材料之間的區(qū)別。另外,化學(xué)修飾的碳納米管優(yōu)選地適合于允許氟氣體流經(jīng)化學(xué)修飾的碳納米管到待特征化的襯底上。此外,化學(xué)修飾的碳納米管優(yōu)選地適合于與待特征化的襯底表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。