纳米表面工程是纳米科学研究的重要内容之一，而等离子体技术在表面纳米化过程中起着重要的作用。目前，各种纳米材料的制备，以及表面纳米结构的形成都与等离子体表面纳米工程息息相关。纳米结构由于尺寸效应和表面效应，在力学、热学、电学、光学、磁学等各方面表现出不同于体材料的新物性，从而引起人们的广泛研究热情。　　 纳米锥是一种新型的准一维纳米结构，同样具有不同于体材料的新物性。但是，目前关于这种低维结构及材料的研究，相对于人们对纳米线、纳米带、量子点等低维结构的制备与物性研究要少得多。现在制备纳米锥的方法主要是掩膜等离子体刻蚀方法和等离子体辅助生长方法。掩膜等离子体刻蚀方法制备表面纳米锥的优点是：可以形成高度形貌一致性的纳米锥阵列，与现代半导体工艺相兼容等，但涉及复杂的掩膜制备工艺，并且存在适用材料种类受到反应刻蚀工艺限制、生产成本高、纳米锥产量低等缺点。采用等离子体辅助生长方法制备表面纳米锥的优点是：可以使一些无法进行反应离子刻蚀的材料形成纳米锥结构，但存在的缺点是适用的材料极其有限，形貌一致性较差等。关于纳米锥的物性研究，目前主要集中于场电子发射特性方面的研究，此外，人们在纳米锥的探针特性，力学特性等方面也进行过不同程度的研究。但是，关于纳米锥结构的光学特性和电输运特性研究相对较少，关于纳米锥结构的气敏特性也少有研究。　　 基于以上关于纳米锥的研究现状，笔者成功采用无掩膜等离子体刻蚀技术获得了一致性好的金刚石纳米锥和硅纳米锥结构(包括锥体高度、锥角、密度、取向等的一致性)；笔者还通过等离子体辅助生长技术制备了碳纳米管锥结构。通过大量的实验，优化了各种纳米锥阵列的制备条件。通过扫描电子显微技术、透射电子显微技术、拉曼光谱技术、X光电子能谱技术、红外光谱技术等各种表征手段，获得了关于纳米锥形貌、微结构、成分和表面键态的各种信息。　　 在真空场电子发射装置中测试了各种纳米锥阵列的场电子发射特性，研究了锥密度、场增强因子分布，以及表面功函数变化对纳米锥阵列电子发射特性的影响。在双探针扫描电子显微系统中，研究了单个纳米锥的发射特性。同样使用双探针扫描电子显微系统，笔者研究了单根纳米锥的室温电输运特性，讨论了室温下金刚石纳米锥量子点接触中由于空穴能级分立所导致的电流“跳变“现象。通过研究金刚石纳米锥的气敏特性，本文讨论了纳米锥阵列比表面积增加所导致的气敏特性增强效应。通过研究多孔硅基纳米锥的荧光特性增强现象，讨论了尺寸限制效应和表面效应对其荧光发射特性的影响。　　 本文还研究了纳米锥的形成机理，讨论了等离子体参数(气压、偏流、气体比例等)对纳米锥形貌的影响，讨论了甲基离子物理溅射过程对纳米锥形成的重要性；并建立了无掩膜等离子体刻蚀形成纳米锥阵列的物理机制。在研究碳纳米管锥的形成过程时，指出了碳纳米管锥的形成是由于生长和刻蚀机制的综合作用。