本文是关于几种典型的低维纳米材料的结构、特性及器件研究。具体为围绕多壁/单壁碳管开口端的巨磁矩效应的验证、应用以及典型的二维半导体材料二硫化钼开展了一系列系统、深入的研究工作，取得了具有创新性的研究结果。主要研究内容如下:　　1.碳管存储器研究:基于多壁碳纳米管内、外层管之间的超润滑特性，以及碳纳米管开口端部的巨磁矩，设计了一种多壁碳纳米管存储器。利用电子束直写系统成功构建了单元存储器:多壁碳管位于两个金属电极之间，且仅和一个电极相连。通过正、负电荷的静电吸引作用，拉出多壁碳管的内层碳管，实现内层碳管与对面电极连接，器件由高阻状态变为低阻状态。存储器的高阻状态（电阻约为1GΩ）和低阻状态（电阻约为200KΩ）。　　2.碳纳米管的磁热效应研究:利用综合物性测量系统(PPMS)测量了原始单壁碳管及相应的切割处理后碳纳米管的磁化曲线，发现开口处理后碳纳米管的饱和磁化强度增加。我们将增加的磁化强度归结于碳管开口端边缘原子具有的磁矩，通过估算边缘原子的数量与比例，可以定量地得到开口端碳原子的磁矩。同时，发现此磁矩随着温度的增加(200K～400K)呈现较大的下降，这表明碳纳米管的开口处边缘原子具有很大的磁热效应，并且该磁热效应具有很宽的工作温度范围(200K～400K)。在300K温度下，外磁场从0到2T和0到3T的变化，磁熵变分别为22.3J·kg-1·K-1和44.9J·kg-1·K-1，同时，相应的绝热温变达到13.4K和27.0K，该值远高于目前报道的其他磁热效应材料。　　3.银/二硫化钼尺寸效应研究:银金属蒸镀到二硫化钼表面后，银的形貌（银颗粒的尺寸和密度）与二硫化钼的层数密切相关。随着二硫化钼层数的增加，颗粒尺寸变大，密度减小。这个现象主要由于银颗粒在二硫化钼表面的扩散系数和扩散势垒的差异导致的。厚层二硫化钼表面银颗粒的分布趋势表明，大部分颗粒沿同一方向排布。银颗粒在二硫化钼表面的这种定向作用，说明银在二硫化钼上的外延生长也可能具有这种定向性。拉曼结果表明银对二硫化钼的拉曼具有增强效果，其中，银颗粒的增强效果明显好于银膜。最高的拉曼增强因子，是银颗粒修饰的单层二硫化钼的E2g1峰，达到250.3左右。　　4.二硫化钼层数可控性研究:通过对钯修饰的二硫化钼形貌的分析发现，处理后的钯膜聚集成无规则的纳米条带，并且具有一定的层数依赖性。钯膜修饰使得二硫化钼的拉曼光谱发生了改变。但是，钯膜修饰引起的改变与钯膜的厚度基本没有关系。通过对钯膜修饰的二硫化钼进行热处理，发现1.6nm修饰的二硫化钼在750℃热处理后，钯膜修饰引起的拉曼变化消失。另一方面，通过拉曼光谱和光致发光光谱的双重验证结果表明，3.2nm修饰的二硫化钼在经过热处理后，通过热处理温度的变化，可以实现二硫化钼单层或两层的可控减薄。这说明利用钯修饰，结合合适的热处理工艺，可以实现了二硫化钼指定层数的可控的减薄。　　5.石墨烯/二硫化钼异质结研究:利用改进的湿法转移方法制备了石墨烯/二硫化钼异质结。光学显微镜、拉曼成像结果表明石墨烯/二硫化钼异质结，成分结构完整，形貌较二硫化钼基本不变，质量较好。而后通过单层石墨烯/二硫化钼异质结的拉曼特性分析，发现石墨烯的特征峰对二硫化钼的层数具有显著的依赖性。结合G峰、2D峰相关的拉曼参数特征，发现二硫化钼的加入可以显著改变石墨烯的掺杂状态。多层石墨烯/二硫化钼异质结的拉曼特性分析表明其二硫化钼层数相关的拉曼峰强度变化。发现随着二硫化钼层数增加，石墨烯拉曼峰强度降低，特别是石墨烯2D峰的强度，还显示出等差变化的趋势。这预示着以后我们可以通过拉曼峰强度变化判断其底层材料的性质。