原子力显微镜作为扫描探针显微镜家族的一员,凭借检测对象广泛、适应环境强及超高的分辨率等优势成为纳米技术研究和加工制造生产中最重要的工具,被广泛地应用于物理、电化学、材料、生物医学、纳米计量等各个领域。随着科学的发展,qPlus技术是当前扫描探针显微镜研究领域中最热点的技术。本文对于“基于qPlus技术原子力显微镜测头”的研究,主要从以下几个方面内容具体展开：一、原子力显微镜测头的结构设计,选用石英音叉作为压电微悬臂,结合机械剪切铂铱合金线制作的探针构成qPlus原子力显微镜的探针系统,利用压电陶瓷为探针系统提供外部激励；二、前置放大电路的设计,通过电流电压转换电路及寄生电容补偿电路,成功地拾取了压电音叉探针系统工作时的微弱电流信号；三、测头激励和检测信号解调的研究,采用集成数字式锁相放大器可以同时实现激励供给和信号解调,提高了系统的集成性；四、系统性能的测试,经过扫频、力曲线及分辨率的实验,验证了所研制qPlus原子力显微镜测头的线性工作区域约为50nm,分辨力优于2.4nm；此外为了实现对原子力显微镜的校准,建立了一套一维栅格标准器,研究了其定值方法,编写重心法计算光栅周期的程序实现了纳米计量的校准与溯源。通过本论文的研究,搭建了一个小型的基于qPlus技术的原子力显微镜测头,验证了该测头的可行性,为后期的相关研究奠定了基础,同时对纳米计量仪器的综合性研制开发具有重要的意义。另外,建立了一套栅格微纳标准器,完善了纳米计量的溯源链。