STM是目前为止进行表面分析的最精密仪器之一。除 了对样品表面形貌及物理性质进行检测外还可以用来对 表面进行纳米级加工。其可用于加工的原因是，当STM工 作时，探针与样品间将产生高度空间限制的电子束。此电 子束与一般聚焦的电子束一样可对样品表面进行微细加 工。由于针尖与样品距离只有纳米量级，所以其对样品产 生作用的区域也是纳米量级。它可以对样品表面直接刻写， 也可以对涂有抗蚀剂的表面进行光刻，可以用它产生的电 子束在液体和气体的氛围下诱导淀积，还可以将吸附在样 品表面的颗粒和原子进行操纵、搬运等等。STM产生的电 子束也可以在涂覆了足够薄的（几十纳米）均匀抗蚀膜表面 进行电子束光刻，但其衬底必须为导电材料。 STM的针尖与样品间存在范德瓦尔斯力和静电力。调节 加在它们之间的偏压或调节针尖的位置，可以改变作用力 大小与方向即可移动单个原子
11 STM是目前为止进行表面分析的最精密仪器之一。除 了对样品表面形貌及物理性质进行检测外,还可以用来对 表面进行纳米级加工。其可用于加工的原因是,当STM工 作时,探针与样品间将产生高度空间限制的电子束。此电 子束与一般聚焦的电子束一样,可对样品表面进行微细加 工。由于针尖与样品距离只有纳米量级,所以其对样品产 生作用的区域也是纳米量级。它可以对样品表面直接刻写, 也可以对涂有抗蚀剂的表面进行光刻,可以用它产生的电 子束在液体和气体的氛围下诱导淀积,还可以将吸附在样 品表面的颗粒和原子进行操纵、搬运等等。STM产生的电 子束也可以在涂覆了足够薄的(几十纳米)均匀抗蚀膜表面 进行电子束光刻,但其衬底必须为导电材料。 STM的针尖与样品间存在范德瓦尔斯力和静电力。调节 加在它们之间的偏压或调节针尖的位置,可以改变作用力 大小与方向,即可移动单个原子
总之，STM的出现为人类认识及改造微观世界提供了 一个极其重要的新型工具。STM的纳米加工技术是一个刚 刚兴起、目前还不够完善的工艺，但它具有极其广泛的潜 在功能：有望将光刻线宽从微米降至纳米（可以加工出极 其均匀的纳米氧化细线)；成为未来器件加工（纳米电子学） 和分子切割（纳米生物学）的一个重要手段；可以一边检测 表面形貌，一边利用诱导淀积和蚀刻法修补表面结构缺陷： 可对原子、原子团进行操作，制作单分子、单原子和单电 子器件，以大幅度提高信息存储量；还可用于生命科学中 的物种再造以及材料科学中的新原子结构材料的创制，达 到材料设计的目的。随着STM的理论和实验技术的日益完 善，它必将在单原子操纵和纳米技术等诸多研究领域中得 到越来越广泛的应用
12 总之， STM的出现为人类认识及改造微观世界提供了 一个极其重要的新型工具。STM的纳米加工技术是一个刚 刚兴起、目前还不够完善的工艺，但它具有极其广泛的潜 在功能：有望将光刻线宽从微米降至纳米(可以加工出极 其均匀的纳米氧化细线)；成为未来器件加工(纳米电子学) 和分子切割(纳米生物学)的一个重要手段；可以一边检测 表面形貌，一边利用诱导淀积和蚀刻法修补表面结构缺陷； 可对原子、原子团进行操作，制作单分子、单原子和单电 子器件，以大幅度提高信息存储量；还可用于生命科学中 的物种再造以及材料科学中的新原子结构材料的创制，达 到材料设计的目的。随着STM的理论和实验技术的日益完 善,它必将在单原子操纵和纳米技术等诸多研究领域中得 到越来越广泛的应用
AFM是一种与STM相似的纳米探针设备，具有与STM 相近的分辨率。与STM探测隧道电流不同，AFM探测的 是纳米针尖在样品表面扫描时的微悬臂偏转。这意味着对 AFM来说样品并不需要是导电的。虽然AFM不能通过改 变电压来操纵原子，却提供了一种推动原子的方法，不仅 可以观察到非导电样品表面形态，而且还可以对数十个原 子、甚至数个分子进行操控，包括化学反应，从而对其表 面进行微加工，大大拓展了其应用范围，展示了AFM在 未来大规模集成电路纳米级蚀刻技术方面的应用潜力。目 前，已经发展了一种基于AFM的纳米刻蚀技术，且制备了 特征尺寸为60nm的金属氧化物场效应晶体管MOSFET)。 ②化学合成方法 化学合成方法是制备纳米尺度电子学器件的另一种途径 -用化学过程“自下而上”地把微观体系的物质单元组装
13 AFM是一种与STM相似的纳米探针设备，具有与STM 相近的分辨率。与STM探测隧道电流不同，AFM探测的 是纳米针尖在样品表面扫描时的微悬臂偏转。这意味着对 AFM来说样品并不需要是导电的。虽然AFM不能通过改 变电压来操纵原子，却提供了一种推动原子的方法，不仅 可以观察到非导电样品表面形态，而且还可以对数十个原 子、甚至数个分子进行操控，包括化学反应，从而对其表 面进行微加工，大大拓展了其应用范围，展示了 AFM 在 未来大规模集成电路纳米级蚀刻技术方面的应用潜力。目 前，已经发展了一种基于AFM的纳米刻蚀技术，且制备了 特征尺寸为60nm的金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)。 ②化学合成方法 化学合成方法是制备纳米尺度电子学器件的另一种途径 -用化学过程“自下而上”地把微观体系的物质单元组装
成纳米器件。由于用纳米探针进行机械合成很难同时组装 数目巨大的纳米结构和器件，所以研究化学合成方法非常 重要。化学自组装是在不需要人力介人的情况下，大量分 子自发取向形成最低能量的超分子结构，其中最常见的是 通过分子间的非共价键进行自组装。超分子结构的信息隐 含在分子单元的形状及功能基团中。与制备纳米结构的其 他加工方法相比，化学自组装的一个重要优点是在组装的 化学纳米结构中具有内在的自我纠错过程，这样就使自组 装过程可以创造十分相似的纳米结构的拷贝，并使体系相 当稳定。溶液中存在大量相同的位点，可能会使数量巨大 的纳米结构加工过程并行进行，可以大幅度提高加工效率 例如，美国普渡大学已用此法制备出了由二维纳米金微粒 阵列组成的分子尺度的电路。 ③聚焦离子束技术 聚焦离子束(B)技术是在电场和磁场的作用下，将
14 成纳米器件。由于用纳米探针进行机械合成很难同时组装 数目巨大的纳米结构和器件，所以研究化学合成方法非常 重要。化学自组装是在不需要人力介人的情况下，大量分 子自发取向形成最低能量的超分子结构，其中最常见的是 通过分子间的非共价键进行自组装。超分子结构的信息隐 含在分子单元的形状及功能基团中。与制备纳米结构的其 他加工方法相比，化学自组装的一个重要优点是在组装的 化学纳米结构中具有内在的自我纠错过程，这样就使自组 装过程可以创造十分相似的纳米结构的拷贝，并使体系相 当稳定。溶液中存在大量相同的位点，可能会使数量巨大 的纳米结构加工过程并行进行，可以大幅度提高加工效率。 例如，美国普渡大学已用此法制备出了由二维纳米金微粒 阵列组成的分子尺度的电路。 ③聚焦离子束技术 聚焦离子束(FIB)技术是在电场和磁场的作用下，将
离子束聚焦到亚微米甚至纳米量级，通过偏转系统及加速 系统控制离子束，实现微细图形的检测分析和纳米结构的 无掩模加工。近年来，FB技术取得长足进步，它的主要 特点在于离子束可在几个平方微米到近lmm的区域内进行 数字光栅扫描，可以实现： -通过微通道板或通道电子倍增器收集二次带电粒子来采 集图样， 通过高能或化学增强溅射去除不想要的材料： 淀积金属、碳或类电介质薄膜的亚微米图形。 FB技术的具体应用： (1)掩模修补 它不仅可以修补普通的光学工元掩模，而且还可以修补 X射线掩模及先进的光学移相掩模。FB修补的主要优点 在于其工艺具有很高的空间分辨率（可以低于25nm),并且
15 离子束聚焦到亚微米甚至纳米量级,通过偏转系统及加速 系统控制离子束，实现微细图形的检测分析和纳米结构的 无掩模加工。近年来，FIB技术取得长足进步，它的主要 特点在于离子束可在几个平方微米到近lmm2的区域内进行 数字光栅扫描，可以实现： -通过微通道板或通道电子倍增器收集二次带电粒子来采 集图样; -通过高能或化学增强溅射去除不想要的材料; -淀积金属、碳或类电介质薄膜的亚微米图形。 FIB技术的具体应用: (1)掩模修补 它不仅可以修补普通的光学工元掩模，而且还可以修补 X射线掩模及先进的光学移相掩模。FIB修补的主要优点 在于其工艺具有很高的空间分辨率(可以低于25nm)，并且