三明治原子层结构的单层二硫化钼具有优越的物理化学性能,在微纳米光电元器件领域有着非常巨大的应用潜力。包括原子力显微镜（Atomic Force Microscopy,AFM）和横向力显微镜（Lateral Force Microscope,LFM）的扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscopy,SPM）是用于表征单层二硫化钼材料表面特性的主要纳米表征技术之一。然而,SPM表征单层二硫化钼表面特性的实验研究未能直接观测和揭示其晶格结构的原子尺度信息和动态演化过程。本文针对单层二硫化钼力学特性AFM压痕表征技术中存在的弹性迟滞现象及其高分辨率原子成像问题,以及基于LFM的摩擦力高分辨率原子成像问题,采用分子动力学模拟（Molecular Dynamics simulations,MDs）方法,研究单层二硫化钼的表/界面力学特性,揭示SPM表征其表面特性的纳观机理。主要研究工作如下:首先,通过MDs方法模拟圆形单层二硫化钼薄膜的AFM压痕实验,记录压载过程载荷-挠度位移曲线,采用数据拟合方法获得单层二硫化钼的杨氏模量、极限应力等力学性能参数。研究结果揭示了单层二硫化钼AFM压痕实验难以直接观察和识别的局部晶格结构相变,循环压载-卸载过程进一步揭示了其塑性相变机理。此外,研究发现单层二硫化钼形状尺寸对其极限应力的影响几乎可以忽略不计。接着,通过MDs方法模拟研究单层二硫化钼薄膜的AFM扫描成像及其针尖尺寸和针尖-样品间距等参数的影响,记录AFM探针移动过程的原子间纵向作用力和扫描位移曲线。研究结果显示:在同样针尖-样品间距条件下,针尖半径越小,AFM扫描成像分辨率越高,细节更清晰;然而,对于半径较大的针尖,例如磨损后的探针,适当增加针尖-样品间距也能获得与小半径针尖相当的成像质量。研究成果对提高单层二维纳米材料的AFM扫描成像分辨率、降低扫描实验的探针成本有重要理论指导意义。最后,通过MDs方法模拟研究单层二硫化钼薄膜的LFM扫描成像及其针尖尺寸和针尖-样品间距等参数的影响,记录其横向摩擦力-扫描位移曲线,从而获得单层二硫化钼的表面形貌。研究结果显示:摩擦力-扫描位移曲线的周期性特征可表征单层二硫化钼的晶格常数;不同针尖半径的探针在单层二硫化钼表面沿扶手型方向扫描时,存在典型的原子尺度粘滑现象;小半径针尖甚至出现亚纳米尺度（sub-nano scale）的粘滑现象;合理地调整针尖-样本间距,较大半径的针尖也可达到小半径针尖的表面形貌成像分辨率。研究结果在二维纳米材料在原子尺度的摩擦行为及其机理方面提供了新的见解。