近几年来,由于一维金属纳米材料的独特性质及其在高密度存储、纳米电子学和化学传感器等方面的应用前景引起了人们广泛的关注,在这类研究中,材料尺度的精确控制是一个重要的前提。　　 在本论文的第一部分工作中,我们通过低温生长加室温退火的办法,在Al修饰的Si衬底上成功制备出了尺寸高度可控的超长Pb纳米带阵列。通过在Si片上高温沉积(衬底温度为650～700℃)适量的Al,原来的Si台面分成两个条状部分:一部分是沿着台阶下边缘生长的γ相,该部分Al的覆盖度较高；另一条状部分是沿着台阶上边缘生长的√7×√7+√3×√3的Al重构的混合相,这个混合相的Al覆盖度较低。原位扫描隧道显微镜(STM)观察表明,Pb原子在γ相上优先形核,并最终形成宽度与γ相宽度一致的纳米带。Pb纳米带的尺寸是可控的,其宽度可以在10～100 nm、厚度在2.3～20 nm之间通过生长条件的调节得以精确控制,Al的覆盖度决定纳米带宽度,Pb覆盖度决定厚度,Si片切角决定纳米带的间隙。　　 在第二部分,我们利用低温扫描隧道显微镜/谱技术(STM/STS),测量了不同温度下、有无外加垂直磁场下铅纳米带的扫描隧道谱,研究了不同尺寸(10～100 nm,10～13 ML)Pb纳米带的超导能隙随温度的变化曲线和超导带在垂直磁场中的性质。研究发现,纳米带的尺寸对超导温度TC和上临界磁场HC2有很大影响。对同一厚度的纳米带,带的宽度越小,超导温度越低,而对应的上临界磁场却越大。同时实验还表明,Pb纳米带是第Ⅱ类超导体,其上临界磁场与宽度W的关系可以表示为HC2∝ W-0.75。　　 当磁场渗透到第Ⅱ类超导体内部,如Pb岛,在超导体中就产生以六角格子规则排列的涡旋线结构,每根涡旋线带有一个磁通量子Φ0(2.07×10-7 G·cm2),,相邻涡旋线的间距为d=(2())1/2。在本论文的第三部分中,我们在4.3 K的低温及垂直样品表面的外加磁场下,在12 ML厚的Pb岛上,通过STS谱图技术观察到了十分清晰的涡旋点阵,该点阵由于受到岛边界的影响而成准六角结构。在低磁场(375高斯)时,涡旋线的间距大致是252 nm,远大于体相Pb的相干长度(83 nm),因此相邻涡旋线之间没有相互作用,每个磁通都是孤立的,利用GL方程可以计算得出,4.3 K时该Pb岛的相干长度是55.5 nm。当外加磁场大于Pb岛的上临界磁场时,我们在岛边缘观测到了表面超导层。实验表明,Pb岛边缘的上临界场(HC3)是3077高斯,而岛中间区域的上临界场(HC2)是1960高斯,二者的比值是1.57,与理论值1.69很接近,说明在Pb岛边缘处形成了一个平行于磁场的表面超导层,其厚度与Pb岛的相干长度(55.5 nm)相近。