该论文采用两种重要的SPM——扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)技术对三个方面的内容进行了研究,包括两种氨基酸晶体表面的分子结构、晶体表面的SPM纳米云纹方法以及Ge在Si(111)-7×7表面的初期生长等.该文用AFM对DL-缬氨酸和L-丙氨酸两种氨基酸晶体的表面分子结构进行了研究,并首次得到了它们的高清晰度的分子图像.DL-缬氨酸晶体的(001)表面呈现高度有序的二维分子阵列,而L-丙氨酸晶体的(120)面由一系列平行的分子链状结构组成,每四条分子链构成一个周期结构.根据两种晶体的X射线衍射数据,对其晶体结构进行了理论模拟,AFM分子图像与模拟结果非常一致.AFM分子图像显示两种氨基酸晶体表面的分子排列与其体结构中相同晶面的分子结构完全一致,没有表面重构等现象发生.我们还利用STM和AFM首次对晶体表面一种新颖的SPM纳米云纹方法进行了实验研究.在Si半导体表面生长Ge的纳米有序结构是制备GeSi纳米级集成器件的一个首要问题.我们利用超高真空扫描隧道显微镜(UHV-STM)研究了Ge在Si(111)-7×7表面上的初期吸附和团簇生长过程.室温下Ge在Si(111)-7×7表面形成不规则的团簇.通过提高基底温度,Ge原子在Si(111)-7×7表面的扩散能力增加,能够获得更为有序和大小均匀的Ge纳米团簇.Ge团簇更易于吸附在层错半元胞上,而且在两个不同半元胞上形成的Ge团簇形状有一定的差别,这是由于两个不同半元胞上的化学活性和吸附能量差异造成的.对实验中观察到的一种星形Ge团簇进行了研究,当STM偏压改变时其外形会发生很大的变化,我们认为这是由于Ge团簇对其邻近的Si(111)-7×7表面增原子的电子结构的影响引起的.当Ge原子在Si(111)-7×7表面上吸附时,除了有Ge团簇形成以外,在占据态STM图像中还能够观察到在一些增原子位置上存在独立的亮点,与单个Ge原子的吸附行为有关.我们认为这可能基于Ge-Si原子之间的替代机制.Ge原子能够替代Si(111)-7×7表面的Si增原子,从而导致该位置处的电子结构发生变化.当基底温度升高时,替代发生的概率增大.当基底温度提高到约300℃以上时,Ge在Si(111)-7×7表面开始二维岛状外延生长.