扫描隧道显微镜(STM)是具有原子级高分辨率的表面分析仪器，它不但可用于表面形貌观察，配合扫描隧道谱还可以得到材料表面电子结构的丰富信息。 探针与样品间的隧道电流是STM成像或谱学测量的信号来源。STM技术的新近发展，更多是集中在提高对微弱隧道电流的检测上，这既包括对弱导电样品的检测，也包括有交流调制时一、二次谐波的检测；但很少对隧道电流信号的频谱成分进行研究。由于STM正常工作时，探针和样品之间存在吸引力、排斥力、共振力等非常复杂的力的综合作用，各种力的作用都有可能导致探针发生某种振动，或使探针的共振频率发生变化。理论上，如果探针存在某种振动或者振动的变化，它应该会反映到隧道电流上，通过分析隧道电流信号的频谱，就能把这种振动或者振动的变化检测出来，进而分析力的变化。 本论文的工作，首先是在STM上建立隧道电流频谱分析系统，包括硬件系统和软件程序。在算法上通过对时域信号加窗函数，对频谱进行插值修正，大大提高了频谱精度。所建立的频谱分析系统的谐波分析频率精度优于0.01Hz，振幅精度优于0.007﹪，噪声最小只有0.2μV。 在该STM频谱分析系统上，我们对高定向热解石墨(HOPG)样品的隧道电流进行频谱分析，发现其频谱在接近40KHz处出现特征峰。该特征峰与外界激励无关，但随探针长度变短或者探针与样品间距变小而向高频偏移。通过理论分析，原则上可确定该频率特征峰是探针在与样品间力作用下的共振频率。这也揭示，利用频谱分析技术，有可能通过测量隧道电流进行探针和样品间力的分析或检测。 在对HOPG和Au进行定点的隧道电流电导测量时，两者的一次电导和二次电导有明显区别，这与我们先前用其他方法测量得到的结果相符；同时也表明，该频谱分析技术在研究表面吸附分子的振动和原子分子的识别方面具有重要的潜在价值。