低维碳纳米材料，如碳纳米管和石墨烯，具有许多优异的物理特性，在电子器件等领域有着可观的应用前景。本论文利用浮动催化化学气相沉积法制备了高质量的分散单壁碳纳米管及单壁碳纳米管薄膜，利用微机械剥离法制备了高质量的单层石墨烯;在此基础上进行了一系列研究。在制备分散的单根碳纳米管时，发现沉积在不同衬底上的碳纳米管形貌有所不同，并对其机理进行了探讨;利用扫描电子显微镜中的低能电子束对石墨烯样品进行辐照，研究了辐照带来的影响和可能的恢复方法;利用锌靶磁控溅射解开单壁碳纳米管，并研究了解开后样品的物理特性。主要内容如下:　　1.衬底对浮动催化化学气相沉积法制备单壁碳纳米管的形貌影响。以甲烷为碳源，二茂铁为催化剂，利用浮动催化化学气相沉积法在不同的衬底上沉积分散的单壁碳纳米管。用扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱对样品进行了表征，发现沉积在SiO2/Si衬底上的碳纳米管呈现弯曲形貌，而沉积在铜、金、银等金属衬底上的碳纳米管则基本呈现笔直形貌。另外，相比金属衬底，SiO2/Si衬底上碳纳米管的拉曼G峰峰位明显红移，说明了SiO2/Si衬底上碳纳米管具有弯曲带来的应力。利用能量耗散原理可以很好地解释碳纳米管形貌的不同。　　2.低能电子束辐照对单层石墨烯的影响。在扫描电子显微镜下，以10keV的低能电子束连续辐照单层石墨烯样品。微区拉曼研究发现辐照后石墨烯拉曼谱中出现缺陷峰，并且其强度随着辐照次数的增大而增强，根据D峰与G峰强度比的变化可以判断辐照使得石墨烯微晶化。原子力显微镜表征发现辐照使得石墨烯表面沉积了含碳污染物，并且其厚度随着辐照次数的增大而增大。在辐照前后的石墨烯样品上分别镀上纳米金颗粒后，发现金颗粒在辐照区域分布更加密集，反映了辐照带来的高扩散势垒。辐照后的石墨烯样品经过退火处理后，相关的拉曼峰和表面形貌将部分恢复到辐照前，说明退火过程能部分恢复辐照带来的影响。另外，金辅助的表面增强拉曼谱也进一步证明了上述结论。　　3.可控解开单壁碳纳米管研究。利用锌靶磁控溅射技术，在适当溅射功率下(～100W)以锌粒子轰击分散单壁碳纳米管以及单壁碳纳米管薄膜，再用稀盐酸溶液去除样品表面的锌，发现单壁碳纳米管被解开成为石墨烯纳米带。原子力显微镜表征发现单根碳纳米管被解开后其高度远低于解开前，达到～0.3 nm。在解开前后的单壁碳纳米管薄膜样品上进行了水滴的接触角测量，发现解开后的样品上水滴接触角明显低于解开前的样品。