扫描探针显微镜（SPM）作为一种广泛应用的表面表征工具,不仅可以表征三维形貌,还能定量地研究表面的粗糙度、孔径大小和分布及颗粒尺寸,在许多学科均可发挥作用.以纳米材料为主要研究对象,综述了国外最新的几种扫描探针显微表征技术,包括扫描隧道显微镜（STM）、原子力显微镜（AFM）和近场扫描光学显微镜（SNOM）等方法,展示了这几种技术在纳米材料的结构和性能方面的应用.

构建了一种可快速大面积测量光栅表面微结构的原子力显微镜（AFM）系统,研究了不同扫描模式下扫描速度对测量结果的影响。分别测量了微悬臂探针在恒高模式与恒力模式下的频谱,获得了这两种模式下微悬臂探针的有效带宽。基于恒高模式与恒力模式,在不同扫描速度下分别测量了光栅微结构表面上的一条直线与一个圆周,进而分析了扫描速度对测量结果的影响。基于该AFM系统,采用恒高模式下不失真扫描速度对光栅微结构表面进行了快速、大面积三维形貌测量实验。实验结果表明：测量光栅微结构表面上直径为4.0mm的圆形区域所用时间仅为40s。当扫描速度不超过微悬臂探针有效带宽所对应的速度时,所构建的AFM系统可无失真地实现微结构表面的快速、大面积测量。

根据针尖的形状和各项参数进行了TMX2000型原子力显微镜载荷、粘附力、法向力、横向力及其摩擦力的标定.其标定结果为:载荷Fl=0.073×(Ilm-Il0)/Sn×N·m-1 ,横向力Ft=0.156×It/Sn×N·m-1,摩擦力Ff=0.078×(It+-It-)/Sn×N·m-1

在Si（100）基片上制备了十八烷基三氯硅烷（OTS）分子润滑膜，并用原子力显微镜（AFM）对比研究了施加OTS膜前后的硅表面的粘附、摩擦磨损性能。试验考虑了相对湿度和扫描速度对粘附、摩擦性能的影响。结果表明，相对于硅构件来讲，OTS膜表面粘附力较小，具有较小的摩擦因数，呈现较好的润滑性能；硅构件受湿度变化的影响比OTS膜明显。微构件的摩擦性能由于水合化学作用生成Si（OH）。润滑膜，使得其受相互间运动速度影响很大。OTS膜不仅是一种耐磨性较好的润滑膜，而且有良好的稳定性。

利用原子力显微镜在纳米尺度上观察了光盘（CD）和数字通用光盘（DVD）的表面微观结构，对沟槽间距、摆动幅度等参数进行了测量，进而就这些参数对存储性能的影响进行了分析。实验结果显示：CD-R和DVD-R光盘上以连续的沟槽取代坑，并组成螺旋状的轨道，DVD-R光盘的信息存储密度更大。光盘轨道间距的变化范围是摆动幅度的4倍。写入后，沟槽的深度明显变深。实验结果同时表明，利用AFM能直接测量光盘上信息位的形貌参数，进而找出影响光盘质量的直接因素。