峰值力轻敲模式原子力显微镜(Peakforce Tapping Mode Atomic Force Microscope,PFT-AFM)是一种用来表征样品的形貌性质、力学性质、电学性质和电化学性质等物理化学性质的仪器,其具有可以精准控制相互作用力大小、不伤样品、可以在液体环境下进行高分辨率成像、可以同时获得样品的形貌性质、定量纳米力学性质、电学性质和电化学性质等优点。在纳米刻蚀过程中,纳米线的粗细与针尖-样品之间的相互作用力大小有关。而峰值力轻敲模式原子力显微镜有着精准的力控制的优点。但是商用峰值力轻敲模式原子力显微镜并没有相关的刻蚀模块,国内也没有相关的自主建立的峰值力轻敲模式原子力显微镜的实验平台。因此,本论文主要以基于峰值力轻敲模式原子力显微镜的基本工作原理为主线,围绕悬臂梁偏转模型、峰值力轻敲模式原子力显微镜的理论、峰值力轻敲模式原子力显微镜的模型、峰值力轻敲模式原子力显微镜的表征实验平台的制作等科学问题及应用技术展开了研究工作。主要工作如下:在原子力显微镜的基本工作原理方面,系统地研究了针尖-样品之间的相互作用力与距离之间的关系、悬臂梁的偏转模型、光杠杆的放大作用、四象限位置检测器的归一化模型。对峰值力轻敲模式原子力显微镜中的硬件背景相减算法、软件背景相减算法、同步算法、平均算法的理论进行研究。对算法进行建模与分析。并简要介绍峰值力轻敲模式原子力显微镜定量纳米力学性质测量的基本原理。为峰值力轻敲模式原子力显微镜仿真平台与实验平台的建立提供理论基础。进行了接触模式和峰值力轻敲模式原子力显微镜仿真平台的建立,并针对仿真中不同参数对应的不同的现象进行解释,为建立峰值力轻敲模式原子力显微镜实验平台提供理论验证基础。为纳米表征实验提供有力的先验分析手段,避免在实验过程中由于参数设置不合理导致针尖和样品的损伤,以及成像的不良影响,提高操作的可控性和实用性。开展以二氧化硅基底上的金样品的峰值力轻敲模式原子力显微镜表征研究来验证峰值力轻敲模式原子力显微镜的优势,探究静电力对振铃信号的影响,验证使用振铃信号对样品静电力性质表征的可能性。通过在LabVIEW程序环境下建立峰值力轻敲模式原子力显微镜实验平台,并在此实验平台上对二氧化硅基底上的金样品进行表面形貌表征,并比对相同的样品在轻敲模式下所获得的形貌图,验证峰值力轻敲模式原子力显微镜的优势。在探究静电力对振铃信号的影响实验中,将针尖和表面平整的金样品分别施加不同的电压,采集并分析力曲线中的振铃信号,从而验证静电力对振铃信号的影响。为峰值力轻敲模式原子力显微镜在样品表征领域的发展和应用提供了科学的研究方法。