原中國(guó)航空精密機(jī)械研究所 （北京 100076） 榮烈潤(rùn)

納米技術(shù)源于20世紀(jì)80年代，隨著它的逐步發(fā)展和完善，納米技術(shù)已成為21世紀(jì)最重要的科學(xué)技術(shù)之一，它將在新世紀(jì)引起一場(chǎng)新的工業(yè)革命，人類將必然在認(rèn)識(shí)和改造自然方面進(jìn)入一個(gè)前所未有的新階段。目前，納米科學(xué)與技術(shù)這一學(xué)科可劃分為六個(gè)部分：納米物理學(xué)、納米化學(xué)、納米生物學(xué)、納米電子學(xué)、納米機(jī)械學(xué)和納米測(cè)量學(xué)。納米測(cè)量技術(shù)是納米技術(shù)的重要組成部分，它對(duì)于納米材料的發(fā)展、納米器件及微系統(tǒng)（又稱微型機(jī)電系統(tǒng)MEMS）的研究與開(kāi)發(fā)具有十分重要的意義。由于納米技術(shù)研究微觀尺度（納米級(jí)尺度：0.1～100nm）的物體和現(xiàn)象，所以納米測(cè)量技術(shù)也主要是指納米尺度和精度的測(cè)量技術(shù)。

一、納米測(cè)量產(chǎn)生的時(shí)代背景

測(cè)量技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)相互促進(jìn)、相互提高?？梢哉f(shuō)納米測(cè)量正是順應(yīng)微電子工業(yè)集成電路制作、機(jī)械工業(yè)和國(guó)防工業(yè)超精密加工的需要而發(fā)展起來(lái)的。以微電子工業(yè)為例，美國(guó)Inter公司已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用超短紫外線激光光刻技術(shù)成功地實(shí)現(xiàn)了分辨率為130nm線路的制造工藝。美國(guó)不久前提出的超電子學(xué)研發(fā)計(jì)劃，要求未來(lái)的電子器件要比現(xiàn)有的電子器件的存儲(chǔ)密度高（5～100）倍，速度快（10～100）倍，功耗則要小于現(xiàn)在器件功耗的2%。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，電子器件的尺寸必將進(jìn)入納米技術(shù)的尺度范圍，即要小于100nm。為此，微電子器件過(guò)渡到納米電子器件是21世紀(jì)的必然。2003年Serbin等采用飛秒激光誘導(dǎo)無(wú)機(jī)/有機(jī)混合材料的雙光子聚合，獲得了結(jié)構(gòu)尺寸小于200nm，周期為450nm的三維結(jié)構(gòu)和光子晶體。同時(shí)，機(jī)械工業(yè)的超精密加工能力也已達(dá)到納米量級(jí)。為由美國(guó)勞倫斯/利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（知名核聚變研究單位）和美國(guó)空軍合作研制的大型光學(xué)金剛石車床（LODTM），可以對(duì)直徑為1.6m，長(zhǎng)度為0.5m的大直徑光學(xué)鏡頭（天體望遠(yuǎn)鏡上的）進(jìn)行鏡面（拋光）加工，加工精度可達(dá)到27.5nm。日本采用剛度極大的磨床在石墨單晶表面獲得了磨削粗糙度為2nm的超光滑表面。為了保證不斷出現(xiàn)的納米尺度加工對(duì)象的精度和成品率，人們必須將納米（或亞納米）量級(jí)的測(cè)量技術(shù)提上了議事日程，針對(duì)納米測(cè)量技術(shù)的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用已成為當(dāng)前納米技術(shù)應(yīng)用中一個(gè)解決的問(wèn)題。

二、納米測(cè)量的特點(diǎn)

納米技術(shù)和微系統(tǒng)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。納米技術(shù)領(lǐng)域的微零件及微結(jié)構(gòu)的微小尺寸以及它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)使得原先在宏觀領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的測(cè)量技術(shù)已不再適用。納米測(cè)量也并非是傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的簡(jiǎn)單拓展。由于納米尺度接近原子極限，故納米測(cè)量技術(shù)與傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)相比，它具有為下特點(diǎn)：

（1）由于納米測(cè)量必須提供納米級(jí)（甚至亞微米級(jí)）測(cè)量精度，所以納米測(cè)量涉及并利用了多種學(xué)科知識(shí)，特別是物理學(xué)中的某些基本理論（定理）和基本現(xiàn)象，為光干涉原理、遂道疚及晶體衍射理論等等。以非接觸測(cè)量手段為主。

（2）納米測(cè)量必須保證在納米尺度上有相對(duì)穩(wěn)定的重復(fù)性，故它的測(cè)量方法與傳統(tǒng)測(cè)量方法相比既有相似性又有自己的獨(dú)特性。

（3）由于納米測(cè)量要對(duì)微小尺寸實(shí)現(xiàn)高精度三維形貌的度量，度量難度大，所以納米測(cè)量?jī)x器的造價(jià)及維護(hù)、培訓(xùn)費(fèi)用普遍很高。

（4）實(shí)現(xiàn)納米測(cè)量往往對(duì)環(huán)境要求很高，需要嚴(yán)格控制環(huán)境的溫度、溫度及振動(dòng)等因素。

三、可實(shí)現(xiàn)納米測(cè)量的技術(shù)和儀器

納米級(jí)測(cè)量技術(shù)在本文專指：納米級(jí)精度的尺寸及位移的測(cè)量，納米級(jí)表面形貌的測(cè)量。

近十幾年來(lái)，隨著測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展，至今已經(jīng)出現(xiàn)了多種可以實(shí)現(xiàn)納米測(cè)量的技術(shù)和儀器?，F(xiàn)在納米級(jí)測(cè)量技術(shù)主要有兩個(gè)發(fā)展方向：光干涉測(cè)量技術(shù)和掃描顯微測(cè)量技術(shù)。

1.光干涉測(cè)量技術(shù)

這種方法是利用光的干涉條紋的提高其測(cè)量分辨率。由于納米級(jí)測(cè)量彩波長(zhǎng)很短的激光或X射線，故可以有很高的測(cè)量分辨率。光干涉測(cè)量技術(shù)既可用于長(zhǎng)度和位移的精確測(cè)量，也可用于表面顯微形貌的測(cè)量。下面介紹利用此原理的測(cè)量方法。

（1）雙頻激光干涉測(cè)量?jī)x：圖1是雙頻激光干涉測(cè)量系統(tǒng)的原理圖。雙頻激光干涉測(cè)量系統(tǒng)受環(huán)境干擾的影響比單頻激光測(cè)量系統(tǒng)要小很多，使測(cè)量精度大大提高，因而這種測(cè)量系統(tǒng)得以廣泛的生產(chǎn)應(yīng)用。常用的雙頻激光干涉測(cè)量系統(tǒng)測(cè)長(zhǎng)度時(shí)分辨率達(dá)到0.01μm，采用空氣參數(shù)補(bǔ)償后測(cè)量精度達(dá)0.1μm以上。

圖1 雙頻激光干涉測(cè)量系統(tǒng)原理圖

美國(guó)HP公司開(kāi)發(fā)的Zeeman雙頻激光干涉儀，已經(jīng)達(dá)到納米分辨率，在大氣狀態(tài)下的分辨率已達(dá)到1μm。

（2）激光外差干涉測(cè)量?jī)x：外差干涉儀使用了頻差在幾兆到幾千兆赫茲的兩個(gè)頻率的光波作為干涉儀的光源。兩個(gè)頻率的光波可以由雙波長(zhǎng)激光器得到，也可用聲光調(diào)制、電光調(diào)制等頻移照件移動(dòng)激光器的輸出光頻來(lái)實(shí)現(xiàn)。它的基本原理是將被測(cè)位移量到入到外差信號(hào)的頻率或位相變化中，再將這種變化量測(cè)出來(lái)。由于外差信號(hào)的頻率比光頻低得多，光電信號(hào)經(jīng)電子細(xì)化后，系統(tǒng)的測(cè)量精度很易得到提高。圖2是利用聲光調(diào)制器的外差或激光干涉儀工作原理圖，其設(shè)計(jì)目的是作為微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器位移測(cè)量反饋控制系統(tǒng)，經(jīng)實(shí)測(cè)其測(cè)量分辨率可以達(dá)到0.132nm，測(cè)量范圍可達(dá)到10mm，整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量帶寬為100kHg。采用外差干涉儀反饋測(cè)量的微型機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)位移精度可以小于1.0nm。

圖2 聲光調(diào)制外差干涉儀原理圖

將外差干涉儀應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)納米精度測(cè)量的主要問(wèn)題是為何提高系統(tǒng)對(duì)外界的抗干擾能力，消除光路中由于空氣流動(dòng)、溫度漂移等引起激光工作介質(zhì)折射率的隨機(jī)變化。在良好的外界環(huán)境控制下，外差干涉儀短時(shí)間內(nèi)可以獲得0.1nm的分辨率。國(guó)外研究提出了一種共光路自補(bǔ)償式外差干涉儀。該系統(tǒng)用于超精密加工機(jī)床反饋控制測(cè)量系統(tǒng)，可在12小時(shí)周期內(nèi)，系統(tǒng)靜態(tài)誤差漂移減少2.5倍。

在今后10年內(nèi)，對(duì)外差激光干涉儀的發(fā)展需求為：①測(cè)量速度提高到2.2m/s，這個(gè)目標(biāo)是目前商業(yè)干涉儀速度的4倍。②位移分辨率達(dá)到0.13nm，對(duì)應(yīng)相位測(cè)量分辨率為0.7nm，比現(xiàn)有商業(yè)系統(tǒng)分辨率提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。③多維測(cè)量，維數(shù)測(cè)量擴(kuò)大到10～15個(gè)，維之間采集數(shù)據(jù)延遲小于±0.2ns，以減少維向耦合誤差的影響，這個(gè)指標(biāo)比目前所有商業(yè)干涉儀提高了5倍。

（3）調(diào)頻激光干涉儀：調(diào)頻激光干涉儀在測(cè)量器一端采用光源頻率調(diào)整技術(shù)，同時(shí)在信號(hào)端利用電路細(xì)分等方法，可以得到納米級(jí)的測(cè)量精度。一種采用電流調(diào)制半導(dǎo)體激光器的調(diào)頻激光干涉儀經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后，可以實(shí)現(xiàn)100μm以內(nèi)的亞納米級(jí)精度的測(cè)量。調(diào)頻激光干涉儀光學(xué)和信號(hào)電路處理方法相結(jié)合，符合當(dāng)前的動(dòng)態(tài)高速、高精度測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)。為此是一種極有潛力的納米測(cè)量方法。

（4）超短波長(zhǎng)X射線干涉儀：利用X射衍射效應(yīng)進(jìn)行位移測(cè)量的設(shè)想最初是由Hart等人于1968年提出的。在實(shí)際應(yīng)用中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)單晶硅（220）的晶格間距不受地域及生長(zhǎng)條件的影響，是十分穩(wěn)定的，其穩(wěn)定性可達(dá)0.1fm（1fm=10-15m）。為此，單晶硅的晶格間距可以作為納米精度測(cè)量的基本測(cè)量單位。X射線干涉長(zhǎng)度測(cè)量的基本原理為圖3所示。它由分束器S、鏡子M及分析器A組成，三考互相平而且用同一單晶硅片基體制作。當(dāng)X射線以Bragg角入射到X射線干涉儀時(shí)，可以在分析器后面形成宏觀莫爾條紋系統(tǒng)，當(dāng)分柏器液晶面的法線方向移動(dòng)時(shí)，每移動(dòng)一個(gè)晶格間距，輸出光強(qiáng)就變化一個(gè)周期，利用晶格間距0.192nm為長(zhǎng)度基準(zhǔn)單位，通過(guò)記錄輸出光強(qiáng)的變化周期數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)微位移納米精度測(cè)量。測(cè)量分辨率可達(dá)到5pm。測(cè)量位移范圍為（100～200）μm。

圖3 X射線干涉儀原理圖

X射線干涉儀的優(yōu)點(diǎn)是：測(cè)量分辨率高；主要缺點(diǎn)是儀器使用時(shí)調(diào)整操作較復(fù)雜，對(duì)環(huán)境要求高，測(cè)量范圍較小。由于X射線干涉儀在納米（亞納米）測(cè)量領(lǐng)域的特殊優(yōu)越性，所以它越來(lái)越顯示出其重要的研究及應(yīng)用價(jià)值，其應(yīng)用范圍包括：①建立亞納米量級(jí)長(zhǎng)度尺寸的基準(zhǔn)。②實(shí)現(xiàn)物理常數(shù)的精確測(cè)定。③點(diǎn)陳應(yīng)變的精確測(cè)量及晶體缺陷的觀察。④進(jìn)行納米尺度上各種物理現(xiàn)象的研究。⑤在醫(yī)學(xué)方面，利用X射線干涉儀進(jìn)行病理切先的CT分析等。

（5）F－P（Fabry-perot）干涉儀：圖4為F-P干涉儀器原理圖。F－P干涉儀僅基于平平板的多光束干涉。當(dāng)干涉腔長(zhǎng)發(fā)生微小變化時(shí)，激光器輸出的拍頻及干涉級(jí)次發(fā)生變化，檢測(cè)這一變化量即可得到被測(cè)位移量。從理論上講，此種方法的測(cè)量精度可達(dá)到皮米級(jí)（1pm=10-12m），是目前所有的光學(xué)納米測(cè)量方法中精度最高的。F－P干涉儀的干涉輸出信號(hào)具有很高的銳度，非線性誤差較小，另外，通過(guò)換模鎖定，可以實(shí)現(xiàn)較大范圍的測(cè)量。它的特點(diǎn)是裝置相對(duì)復(fù)雜，受環(huán)境影響較大，而且需要單色極好的激光光源。

圖4 F-P干涉儀原理圖

在實(shí)際的長(zhǎng)度測(cè)量中，影響測(cè)量精度進(jìn)一步提高的因素有：①諧振腔的加工精度，腔鏡的平面度要求達(dá)到λ100，否則會(huì)降低干涉條紋的銳度。②腔鏡運(yùn)動(dòng)中的直線性及穩(wěn)定性。③影響腔長(zhǎng)度化的各種因素。

2.掃描顯微測(cè)量技術(shù)

這方法主要用于測(cè)量表面的微觀形貌及尺寸，它的原理是用極尖的探針對(duì)被測(cè)表面進(jìn)行掃描（探針和被測(cè)表面實(shí)際并不接觸），借助納米級(jí)的三維位移定位控制系統(tǒng)測(cè)出該表面的三維微觀立體形貌。

（1）掃描隧道顯微鏡（STM）：掃描隧道顯微鏡（STM）是1981年由兩位在IBM瑞士蘇黎士實(shí)驗(yàn)室工作的G－Binning和H.Rohrer所發(fā)明。它可用于觀察測(cè)量物體表面0.1nm級(jí)的表面形貌。為人們提供了在原子、分子尺度上觀察表面現(xiàn)象及其變化的有效手段，使得納米技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究成為可能。

STM的工作原理基于量子隧道效應(yīng)。目前橫向分辨率達(dá)到0.1nm，縱向分辨率達(dá)到0.01nm，而電子顯微鏡的分辨率只為（0.3～0.5）nm。圖5是STM的工體原理圖。當(dāng)針尖與導(dǎo)電的被測(cè)表面的間距很小（小于1nm）時(shí)，在兩者之間加上一個(gè)0.1V左右的小電壓；就會(huì)產(chǎn)生1nA的隧道電流。在測(cè)量中，保持隧道電流恒定，掃描針尖會(huì)隨著表面高低起伏上下運(yùn)動(dòng)，從而獲得表面圖形。STM可看體一個(gè)具有原子分辨率的觸針儀器。

圖5 STM工作原理示意圖

與其他表面微觀分析技術(shù)相比，STM具有一系列獨(dú)能的優(yōu)點(diǎn)：①它有原子量級(jí)的極高分辨率，即能夠分辨出單個(gè)原子，為此，STM可以直接觀測(cè)至單原子層表面的局部結(jié)構(gòu)，為表面缺陷、表面構(gòu)、表面吸附體的形態(tài)和位置等。②STM可以實(shí)時(shí)地給出表面的三維形貌圖象，可以測(cè)量具有周期性或不具備周期性的表面結(jié)構(gòu)。③STM還可以用于在納米尺度下的單個(gè)原子搬遷、去除、添加和重組，構(gòu)造出新結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。④STM可在不同環(huán)境條件下工作，包括真空、大氣、低溫等，非常適合用于研究環(huán)境因素對(duì)試樣表面的影響。⑤可以研究納米薄膜的分子結(jié)構(gòu)等。

（2）原子力顯微鏡（AFM）：STM雖然有極高的測(cè)量靈敏度，但它是靠隧道電流進(jìn)行測(cè)量的，因此不能用于非導(dǎo)體材料的測(cè)量。有人參考STM的測(cè)量原理，提出依靠探針尖和試件表面間的原子作用力來(lái)測(cè)量的原子力顯微鏡（AFM），依靠磁使用力的磁力顯微鏡（MFM）激光力顯微鏡（LFM）等一系列掃描探針測(cè)量技術(shù)，可以分別用于非導(dǎo)體、磁性物質(zhì)甚至有機(jī)生物體等表面的納米級(jí)側(cè)量。現(xiàn)僅就AFM作一簡(jiǎn)介。

為解決非導(dǎo)體的表面微觀形貌的檢測(cè)，G.Binning 1986年發(fā)明了AFM。它的測(cè)量原理是探針掃描試件表面，保持探針與被測(cè)表面間的原子排斥力一定，探針掃描時(shí)的縱向位移即是被測(cè)表面的微觀形貌。圖6為AFM的結(jié)構(gòu)示意圖。

AFM包括：①裝有探針的力敏元件；②力敏元件的位移或變形的檢測(cè)裝備；③電子反饋電路；④壓電陶瓷掃描控制器；⑤圖象處理及顯示系統(tǒng)。其中由微懸臂和探針組成的力敏元件是儀器的核心部分。

圖6 AFM的結(jié)構(gòu)意圖

按照在測(cè)量微懸臂受力時(shí)的彎曲位移的方法不同，AFM通常采用三種檢測(cè)法：隧道電流法、電容法和光學(xué)法。

由于使用AFM測(cè)量和觀察材料的三維微觀形貌可以達(dá)到納米級(jí)的分辨率，所以它是觀察表面有效手段，其應(yīng)用范圍可以是導(dǎo)體、半導(dǎo)體也可以是細(xì)胞生物等樣品。

AFM還能夠探試樣表面的納米機(jī)械性質(zhì)和表面力，為樣品的定域粘附力或彈力等。

利用探針與樣品間的不同作用原理來(lái)探測(cè)物體表面相關(guān)性質(zhì)的探針型顯微鏡，為STM、AFM、MFM、LFM、TSM等，統(tǒng)稱為SPM（掃描探針顯微鏡）。SPM已成為近年來(lái)最前沿的納米測(cè)量技術(shù)。目前，探針/樣品間相互作用引起的誤差，以及壓電陶瓷掃描器的自身特性誤差是限制SPM精度進(jìn)一步提高的兩個(gè)主要因素。為克服上述兩個(gè)因素后，將使SPM成為一種十分有實(shí)用價(jià)值的納米測(cè)量?jī)x器。

（3）近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡：近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡是與STM同時(shí)發(fā)展起來(lái)的超高空間分辨率的觀察手段。這兩種顯微鏡的基本工作原理很相似，STM是基于隧道電子的探測(cè)，而近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡（NSOM）是基于隧道光子的的探測(cè)。NSOM在納米尺度光學(xué)觀察上起到STM、AFM所不能取代的作用。光子不同于電子，它是玻色子，沒(méi)有質(zhì)量，也不攜帶電荷，故很容易聚焦及改變偏振，可以在大氣和介質(zhì)中傳播。在納米尺度光學(xué)成像、納米尺度光學(xué)微加工與光刻、超高密度磁光存儲(chǔ)、量子器件、生物樣品的原位與動(dòng)態(tài)觀察方面，NSOM都起著其他手段尚不能取代的作用。

NSOM近年來(lái)發(fā)展很快，但商品化的儀器還不多，大都屬于結(jié)合納米性能測(cè)量和表的具體要求，開(kāi)發(fā)出的相應(yīng)儀器。

（4）掃描電子顯微鏡（掃描電鏡）： 掃描電子顯微鏡（SEM）的工作原理是：電子束經(jīng)過(guò)電磁透鏡聚焦到樣品表面，按順序逐行對(duì)樣品進(jìn)行掃描，同時(shí)將樣品表面散射或發(fā)射的各種電子用探測(cè)器收集起來(lái)，并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘?hào)，再送到顯象管就可以轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像，得到樣品表面結(jié)構(gòu)的信息（為樣品的幾何形狀）。

SEM的基本結(jié)構(gòu)為圖7所示，主要由以下4個(gè)部分組成：電子光學(xué)系統(tǒng)，信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、圖像顯示系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

圖7 SEM的基本結(jié)構(gòu)

SEM的特點(diǎn)：①可直接用觀察樣品的表面結(jié)構(gòu)和三維立體結(jié)構(gòu)，對(duì)樣品厚度沒(méi)有限制。②當(dāng)SEM的放大倍數(shù)增加時(shí)，焦距不變，景深基本也不減小，故用的觀察及照相都很方便。③放大率范圍很廣，可以幾倍變到幾百倍直到幾十萬(wàn)倍，為此可以認(rèn)為SEM填補(bǔ)了光學(xué)顯微鏡及透射電鏡之間的空隙。④在SEM中的由于圖像不是由透鏡形成的，所以不僅避免了因透鏡的缺陷帶來(lái)的對(duì)圖像分辨率的影響，而且很容易把圖像記錄在存儲(chǔ)介質(zhì)上作一步處理。⑤SEM可以與各種分析技術(shù)相結(jié)構(gòu)，構(gòu)成分析電鏡（又稱電子探針顯微分析儀）。用以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的綜合分析。

納米技術(shù)與材料學(xué)關(guān)系密切，SEM在材料學(xué)研究方面有著重要的作用，為觀察材料內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)及動(dòng)態(tài)變化；觀察金屬斷口及判斷斷口類型；分析材料成分，雜質(zhì)及其含量；研究晶體結(jié)構(gòu)、定向和缺陷。

由于微細(xì)加工的每一工序都會(huì)造成表面結(jié)構(gòu)的變化，所以每一工序都需對(duì)表面進(jìn)行分析和觀察，為此用SEM定位及觀察微結(jié)構(gòu)缺陷在微系統(tǒng)制造過(guò)程中可發(fā)揮重要作用。

四、納米測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展動(dòng)向

（1）新型納米測(cè)量原理和方法的研究。隨著高精度、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量要求的出現(xiàn)及不斷提高，許多新的理論列入到測(cè)量?jī)x器的設(shè)計(jì)中，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是利用微觀物理、量子物理中最新的研究成果，將其應(yīng)用于測(cè)量系統(tǒng)中；二是將現(xiàn)有的技術(shù)（為調(diào)頻技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、反饋原理等）賦于新的應(yīng)用（為進(jìn)一步完善干涉儀結(jié)構(gòu)，測(cè)探技術(shù)成為完整的有機(jī)體等）。

（2）新型納米測(cè)量系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)和制造，在實(shí)際測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，特別重視測(cè)量的重復(fù)性、分辨率（精度）及動(dòng)態(tài)范圍三個(gè)指標(biāo)。

（3）納米級(jí)（或亞納米級(jí)）探針的制造技術(shù)。

（4）納米測(cè)量系統(tǒng)中恒值（為恒流、恒力等）控制處理技術(shù)。

（5）干涉、衍射圖像的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)。

（6）納米測(cè)量系統(tǒng)中非線性補(bǔ)償技術(shù)，為壓電陶瓷的滯后現(xiàn)象，干涉圖像細(xì)分處理造成的非線性誤差等。

（7）解決納米測(cè)量環(huán)境因素的影響問(wèn)題（為溫度、溫度和振動(dòng)等影響）。