纳米技术推动当前对纳米结构定位以及单个纳米结构的检测等技术的发展。电子束直写是一种无需掩模，具有高分辨率，高灵活性的图形加工技术，在纳米材料及其器件领域有广泛的应用，特别在量子芯片等研究领域，电子束直写技术与分子组装都有望成为突破当前芯片工艺中技术瓶颈的有效途径和手段。本论文立足于电子束直写技术，研究纳米结构的构筑以及电子束直写技术在光、电、磁等方面的应用。　　 1、电子束直写技术在纳米结构与阵列中的拓展与调控。结合正胶与负胶工艺，通过设计尺寸、光刻胶的厚度、曝光剂量、曝光时间等实验条件的控制，能够得到10—50 nm特征尺寸的纳米结构及其阵列。通过设计，尺寸控制，图形转移技术等手段来获得和控制纳米结构的尺寸与形貌，这为纳米结构及其性质与应用奠定了坚实的基础。同时，研究了电子束直写中的临近效应以及过度曝光现象及其影响因素对制备纳米结构的作用，为电子束直写制备小的图形结构提供了新的思路。利用制备技术我们对单根纳米线进行了电极连接用以制备纳米器件。　　 2、探索电子束直写技术在研究量子点纳米结构与阵列的光学性质等方面的应用。利用PMMA电子束光刻胶和溶胶状的量子点复合体系，研究量子点的光学性质。我们采用化学溶液法制备了不同大小的CdSe和壳核CdSe/ZnS量子点，选择合适的包覆剂，使量子点和光刻胶的正胶有很好的互溶性。采用电子束光刻手段，对量子点和光刻胶的互溶液进行电子束光刻，得到量子点和光刻胶的复合物，使量子点在衬底上能够定位。同时，研究了金属阵列结构对量子点荧光增强性质的影响。　　 3、探索电子束直写技术在单光子探测中的应用。单光子探测是目前比较热门的领域，但是普通的光刻手段限制其应用。采用电子束光刻和刻蚀工艺制备了100 nm—700 nm大小的共振隧穿二极管(RTD)，在室温下用导电原子力显微将导电针尖定位在单个RTD上，得到I-V曲线。在室温条件下，正向偏压显现负微分电阻结构，峰谷比约1.25(RTD结构直径约420 nm)；反向偏压时，由于针尖和上电极层间肖特基势垒的存在，共振隧穿过程在高偏压下对电流的贡献不再显著。　　 4、探索电子束直写技术在纳米磁性结构领域的应用。采用电子束直写工艺制备了不同长宽比磁性超薄膜阵列，研究图形的形状对磁各向异性的影响。通过在图形后的样品上测量磁光克尔效应，我们认为图形的形状可以调控磁各向异性。