本论文主要利用高分辨透射电子显微学对零维锗纳米晶、一维氧化铁纳米线、二维锰氧化物外延薄膜的微观结构以及物理性能进行详细研究。本硕士论文共分四章。第一章对低维纳米材料的基本特性、特殊性能以及制备方法进行了综述。此外,还介绍了不同种类样品的透射电镜样品制备方法。第二章利用热氧化法制备出了氧化铁纳米线,并结合高分辨透射电子显微学系统地研究了氧化铁纳米线内部的微观结构,并探讨了其生长机理。研究发现热氧化法制备的纳米线有三种不同的形貌,即单晶型、双晶型和三晶型。双晶型和三晶型纳米线是通过单晶型纳米线的融合而形成。此外,在单晶型纳米线的内部发现了周期性出现的调制结构。第三章利用高分辨透射电子显微镜以及原子力显微镜系统地研究了Bi0.4Ca0.6MnO3(BCMO)/SrTiO3(STO)和La0.67Ca0.33MnO3(LCMO)/STO锰氧化物外延薄膜的表面形貌、微观结构和生长机理。研究结果表明,BCMO外延薄膜在STO衬底上呈岛状模式生长,而LCMO外延薄膜在STO衬底上呈层状模式生长。结合临界厚度理论和表面原子扩散长度,提出了原子塌陷模型,很好地解释了钙钛矿锰氧化物外延薄膜的生长机理。第四章利用离子注入法在二氧化硅薄膜和纯二氧化硅基质中制备出了锗纳米晶。结合高分辨透射电子显微学和电子能量损失谱详细研究了锗纳米晶的微观结构和化学组成。研究发现,二氧化硅薄膜中的锗纳米晶内部含有硅原子,而纯二氧化硅基质中的锗纳米晶内部没有硅原子。锗纳米晶中硅原子的引入降低了锗原子的流动性,抑制了锗原子的向外扩散,不能形成纳米孔洞；而在纯二氧化硅基质中锗原子向外发生剧烈的扩散,形成了大量的纳米孔洞。