随着生化和信息等领域研究的不断深入，社会需求的不断提高，一些高新技术应运而生，其中表面等离子体共振技术和近场光刻技术的应用备受关注。将表面等离子体共振技术与近场光刻技术相结合，笔者提出了基于表面等离子体共振的探针诱导光存储的新概念。本论文重点开展了基于表面等离子体共振的探针诱导光存储材料的研究，包括相关理论计算、材料选择、薄膜制备、材料光学和结构特性以及探针记录实验等。　　 论文首先简介了近场光学理论和表面等离子体激发理论，综述了采用原子力探针作为光存储执行机构的功能薄膜材料的研究现状和探针存储研究进展和发展趋势，提出了本文的主要研究内容。　　 理论计算研究了基于棱镜耦合的薄膜表面等离子体共振的性质，分析了金属层、介质层、记录层和棱镜的厚度及折射率对表面等离子体共振(SPR)角谱的影响。金属薄膜的折射率是影响共振半峰宽度和共振深度的主要因素，计算表明存在一个最佳的金属层厚度，使得共振深度最大，反射系数最小；介质层和记录层的折射率和厚度的变化均会影响共振角的大小和共振峰半峰宽的变化。棱镜与介质的折射率差别越大，SPR的灵敏度就会越高，因此应该选取具有较大折射率的棱镜作为入射介质。以此为依据，本文分别选定了Ag、SiO2作为金属层和介质层材料；对于记录层，考虑折射率匹配及记录特性，笔者尝试了AgOx、NiOx两种材料；至于棱镜和衬底，选择的玻璃材料为ZF6。实验过程所采用的样品主要包括镀在ZF6玻璃片上的单层结构的Ag膜、双层结构的Ag/AgOx或Ag/NiOx和三层结构的Ag/SiO2/AgOx或Ag/SiO2/NiOx。　　 对单层的Ag、SiO2、AgOx和NiOx薄膜，本文优化薄膜的制备工艺，在膜层小于50 nm厚度时获得小于2 nm的表面粗糙度。两种非化学剂量比氧化物AgOx和NiOx薄膜的光学常数，对溅射气氛中的氧分压、溅射功率、工作气压等因素非常敏感，可以通过控制溅射参数来适当的调节所需的薄膜光学常数。采用光谱仪、XRD、XPS、退火、激光初始化等手段对AgOx和NiOx薄膜在不同退火(包括激光退火)条件下的光学和结构特性进行深入研究，结果表明，这两种氧化物在热和光热的作用下都会发生不同程度的分解反应，同时引起薄膜价态和成分的变化。　　 测试了不同结构膜层的实际共振角，实施了基于表面等离子体共振的探针诱导记录实验，研究了激光功率、脉宽、膜层结构、入射角、聚焦程度、探针电压等对记录点尺寸的影响。单层、双层、三层薄膜SPR谱的实验测试值与理论计算值的差别逐渐加大，而三层薄膜的表面等离子体共振现象十分微弱，这可能是由于Ag薄膜表面的单个颗粒在激光照射条件下会发生局域表面等离子体共振效应以及实际制备薄膜的精确控制偏离，而且随着膜层的增多，偏离越来越大。基于表面等离子体共振的探针诱导记录实验中，对于单层薄膜，记录点随着曝光时间和激光功率的增加直径略有增大，而记录点深度则会随着曝光时间的增大不断增加；金属层厚度小于50 nm时，尽管表面等离子体共振效果减弱，但透射光强可以进行弥补场能量；提高激光聚焦程度，可以提高激光照射区薄膜表面的光功率密度和原子力探针针尖处的能量利用效率，进而能够获得更好的记录点。对于双层薄膜，短的曝光时间可以形成凹坑记录点而长的曝光时间形成凸起的记录点，在同样的记录条件下AgOx薄膜所需要的曝光记录时间远小于NiOx薄膜。对于三层薄膜，Ag/SiO2/AgOx膜层表面可形成记录点凹坑，而Ag/SiO2/NiOx膜层薄膜表面没有任何反应，这是由于NiOx薄膜的光热反应活性远不如AgOx薄膜，它对激光功率的变化并不敏感，对于曝光时间也仅仅是累积的热效应。探针诱导记录实验中记录点凹坑尺寸一般平均在100-140 nm、深度7-20 nm，最小直径可达80 nm。