納米科技是 20 世紀末發展起來的一門新興、交叉學科，而在納米科技中，納米檢測手段和工具是必不可少的。1986 年，原子力顯微鏡（Atomic ForceMicroscope，簡稱 AFM） 一俟誕生，便迅速成為了納米檢測的最為重要的工具之一。

本文將重點討論原子力顯微鏡在檢驗檢疫工作中的相關應用。由于原子力顯微鏡的成像原理和光學顯微鏡、電子顯微鏡原理完全不同，使其在特定領域有其獨特優勢，主要優點如下：

（1）成像分辨率較高，橫向分辨率可達到 1nm，縱向分辨率達 0.1nm；

（2）可以在液體環境下，對細胞、組織、微生物等等進行活體成像；

（3）樣品制備比較簡單；

（4）價格相對便宜。

原子力顯微鏡的應用AFM 獨特的成像方式和具有納米水平的分辨率，使其具備了其他分析儀器不具備的功能，在眾多科學領域中得到迅速的發展和應用，尤其在材料科學領域和生命科學領域。例如金屬、半導體材料、微電子、納米材料、計算機材料、物理、化學和生命科學等。利用激光在存儲介質上進行讀和寫的操作，成為信息時代重要技術手段。原子力顯微鏡在檢驗存儲介質以及讀寫操作方面都發揮著極其重要的作用。

1968年，Ovshinsky 首次報道了硫系薄膜材料 (Chalco－genide) 具有可逆的無序－有序記憶現象，使 Te 基合金用于光存儲材料成為可能。1971 年，Feinleib利用聚焦激光束實現了薄膜在微米尺度的區域內的晶態相與非晶態相之間的可逆轉換，使得以激光光致相變為基礎的可擦寫光存儲技術逐漸成為人們研究的熱點。此后，許多科技工作者和材料學家都致力于這方面的研究，涌現了一大批具有可逆光存儲性能的相變新材料。這些材料主要分為 Te 基、Se 基和 InSb 基合金 3大類，其中 Te 基合金成為一類最有發展前途的可逆相變光存儲材料。目前研究最多的是 Ge-Sb-Te 三元合金和 In-Ag-Sb-Te 四元合金。

Tao Zhang 等選擇了 Ge2Sb2Te5 材料作為讀寫膜，對原子力顯微鏡進一步改造，把 VCSEL 激光器接到原子力顯微鏡針尖上，使其成為了“讀”和“寫”的有力工具，并取得了初步的研究成果。圖 2 為 Ge2Sb2Te5薄膜在 100℃和 300℃下的原子力顯微鏡圖片。通過觀察薄膜的粗糙度、顆粒度等信息，可以指導我們得到最佳的存儲薄膜制備條件。圖 3 為在 Ge2Sb2Te5 薄膜光寫入以后，再利用原子力顯微鏡對其進行成像以后的讀寫結果。可見，有了原子力顯微鏡的幫助，會得到理想的檢驗結果。

ZnO 是Ⅱ-Ⅵ族半導體，具有六角形纖鋅礦結構，是一種很有前途的紫外光電器件材料。ZnO 的能隙約為 3.36eV，激光束縛能量約為 60meV。ZnO 薄膜具有優良的光學、電學、壓光、壓電性能，以及化學穩定性和高熔點，被廣泛應用于各種光散射儀器、光探測儀器、場致發光儀器、非線性光學儀器、太陽能電池等等。

自從 1997 年 Tang 等報道了 ZnO 薄膜的紫外受激發射現象以后，ZnO 再次成為當今半導體材料研究領域的熱點。人們把各種現有的成膜技術應用于 ZnO的制備，如分子束外延、化學氣象沉積、脈沖激光沉積、溶膠-凝膠和磁控濺射等等。目前，對 ZnO 的研究取得了許多有價值的研究成果，如 R.Al.Asmar 等 人用脈沖激光沉積制備 ZnO 薄膜，并分析不同基底溫度對 c 軸取向結晶度的影響；Liu Zhiwen 等人用磁控濺射制備 ZnO 薄膜，并分析 ZnO 薄膜的生長動力學。原子力顯微鏡以其強大的功能和極高的分辨率成為光電材料的有力研究工具。張濤等報道了利用原子力顯微鏡對不同氧分壓下制備的 ZnO 薄膜成像結果。圖 4 中自上而下氧分壓逐漸增大，右邊的圖像為左邊的 3D 效果圖。從圖 4 可以看出，ZnO 薄膜結晶度良好，顆粒分布均勻，成膜質量比較高，具有良好的 c 軸取向。ZnO 薄膜顆粒度隨 O2 分壓的增加而減小。因為 O2 分壓的增加，氧空位和鋅間隙逐漸減少，導致 ZnO 顆粒減小。ZnO 薄膜的 RMS 粗糙度同樣隨著 O2 分壓的增加而減小。