本论文以原子力显微镜(AFM)为主要工具，对碳巴基葱(Buckyonions，BOs)在基底材料表面的吸附特性、BOs的纳米操纵、BOs与基底间的相互作用以及BOs的电学特性进行了研究。通过将超声分散在乙醇溶剂中的BOs滴在基底材料表面，对溶剂挥发后BOs在基底材料表面的吸附特性进行了研究，发现在带有自然氧化层的Si基底表面，BOs的吸附呈现岛状团聚结构，而BOs在HOPG表面的吸附呈现良好的单分散性。当乙醇溶剂中的BOs浓度较高时，BOs在HOPG表面的吸附呈现准有序排列，随着与滴定中心的距离的增加，吸附BOs的尺寸也增大。BOs在HOPG和带有自然氧化层的Si基底表面的不同吸附特性，与BOs在溶剂挥发和吸附过程中与基底材料、溶剂及其它BOs之间的相互作用有重要关系。本研究提出了一个物理模型，通过分析对BOs吸附产生影响的多种相互作用，解释了BOs在HOPG和带有自然氧化层的Si基底上所具有的不同的吸附特性。本研究提出的模型对BOs或类似纳米材料在其他基底上的吸附特性研究具有指导意义。 对吸附在HOPG表面的单分散BOs，用AFM进行了可控的纳米操纵研究。使用栅格操纵和矢量操纵两种方式，实现了BOs在HOPG表面的操纵，并对两种操纵方式的精度和可控性进行了研究，发现在栅格操纵模式下，由于针尖扫描范围是一个矩形面积，其操纵精确性和可控性较差；而在矢量模式下，针尖沿指定轨迹运动，操纵结果的精确程度有了显著提高。研究结果表明，矢量操纵方式是构建基于BOs的纳电子器件核心结构的重要手段。 对AFM探针力学测量系统进行了校准，并对BOs进行纳米操纵过程中的横向力进行了研究。发现操纵过程中针尖横向力的大小随BOs尺寸的增大而增大。操纵过程中的横向力与吸附BOs和HOPG表面间的相互作用有直接关系，通过研究操纵过程中针尖的横向力，可以对BOs与HOPG间相互作用的细节进行分析。我们分别使用了DMT和JKR模型并结合毛细作用力公式讨论了BOs与HOPG基底间的黏附作用力，计算了在黏附作用下BOs与HOPG基底的接触面积，并利用Maugis-Dugdal理论对所得结果进行了修正，给出了横向力与黏附作用力之间的相互关系。结果表明，针尖横向力随着BOs与HOPG间黏附作用力的增加而增加，与BOs和HOPG的接触面积成正比。 利用导电AFM研究了吸附在HOPG表面的BOs的电学特性，测量了不同尺寸的BOs的I-V特性，结果显示BOs呈现半导体性或金属性两种不同的电学性质，在所研究的BOs的尺寸范围内，其电学特性与尺寸没有明显关系。结合AFM和HRTEM对BOs结构特性的研究，表明BOs的电学特性与其最外层表面结构相关，最外层表面缺陷和非晶化结构较多的球形BOs将呈现半导体特性，而多面体结构BOs，由于其最外层晶化较好，缺陷少，则具有类似于金属性的电学性质。