简要介绍了AFM的基本原理及操作模式.系统地阐述了AFM在国内外机械领域的发展现状,并进行了展望.

根据STM和AFM的扫描原理,通过CAM设计了一种新型偏心升降装置,使STM和AFM测试样品的高度大为增加,形成柔性测试系统.根据对实际工况的仿真研究,对装置进行了修改.

传统的以PC机为控制核心的AFM（atomic force microscope）来越无法满足快速成像的要求，具有先进控制系统的高速AFM正成为国内外的一个研究热点。本文介绍了一种以DSP（digital signal processor）为控制核心的AFM系统。在该系统中，自动进针，退针、扫描电压的产生、A／D采样、D／A输出以及数字闭环反馈控制等任务均在DSP控制下完成；在分辨率为．512×512时，可以获得行频55Hz的扫描速度。实验表明，即便在这样高速扫描的情况下，该系统仍具有良好的成像性能。

对扫描探针显微镜(SPM)的基本原理、成像模式及其在超精密加工中的新应用进行了评述.介绍了SPM在微细加工和光刻新技术中的应用.指出纳米级加工机理的研究将依赖于SPM的复合化和多功能化.只有实现了加工与检测的一体化才能正确评价加工方法及工艺参数的优化选择,从而推进超精密加工技术的发展.

提出原子力显微镜（AFM）的新设计，讨论卧式AFM的工作原理及其性能特点，简要介绍AFM的控制电路系统及其图像扫描和图像处理软件系统，给出AFM扫描获得的部分样品的图像结果。

根据各向异性湿法刻蚀针尖的自锐效应模型和晶面交点模型, 设计了AFM探针针尖加工工艺流程,并进行了针尖加工实验.通过分析实验结果并结合晶面交点模型,分别得到了针尖形状与蚀液浓度、刻蚀液温度、添加剂、掩模方向的关系.结合自锐效应模型,得到了(100)硅片刻蚀针尖自锐条件.最后对工艺参数进行了优化,采用15 mol/L的KOH溶液,在70 ℃,并且方形掩模边缘平行于<110>方向,可以得到满足自锐效应的、重复率高、表面粗糙度小、高宽比为1.56的单晶硅针尖.

碳纳米管具有很小的半径、较高的纵横比、高的柔软性能、独特的化学结构和确定的电子特性,这一系列性质使得它很适合用作原子力显微镜针尖.针尖的制作原先是手工操作,目前应用较广泛的是化学汽相沉积法(CVD).这种针尖使原子力显微镜的分辨率得到很大的提高,纳米操纵能力大大加强.

扫描隧道显微镜（ＳＴＭ）是一种可以在实空间观察到原子级分辨率图像的实验仪器，且发展出许多衍生仪器，如原子力显微镜（ＡＦＭ）、扫描近场光学显微镜（ＳＮＯＭ）等，统称为扫描探针显微镜（ＳＰＭ）。但是以往人多数ＳＴＭ是在室温条件下工作的，不能实时观察样品随温度变化的情况。本文介绍德国Ｏｍｉｃｒｏｎ公司新开发的变温超高真空扫描探针显微镜（ＶＴ ＵＨＶ ＳＰＭ），它包括ＳＴＭ和ＡＦＭ两部分，可以在２５Ｋ～１

为了探索在纳米尺度加工微纳米结构，MEMS／NEMS器件的新的加工方法，采用基于AFM改造的微加工系统，研究了探针机械刻划机理，分析了工作台的定位精度，AFM的工作模式，探针形状等因素的影响．以复杂字体“哈工大”为例说明了微纳米结构轮廓坐标的获得，并加工了实例．同时还给出了齿轮形状，各种复杂二维结构的加工实例．结果表明采用AFM探针机械刻划技术可以应用在微纳米尺度结构的加工领域．

文中阐述了基于自行研制的原子力显微镜(AFM)的纳米刻蚀加工方法,研究了针尖上的载荷大小和扫描次数对加工深度的影响,利用AFM的微探针在氧化铝(Al2O3)材料表面加工出纳米结构,验证了该加工方法的可行性.实验结果表明基于AFM的纳米刻蚀技术可作为加工纳米器件的重要手段.