透射/扫描透射电子显微镜(Scanning/Transmission Electron Microscope，S/TEM)技术是表征材料结构的强大工具。近年来，球差矫正器以及单色器的发明使得S/TEM技术的空间分辨率达到亚埃量级，能量分辨率达到了10meV，大大的扩展了S/TEM的表征能力。S/TEM中的电子能量损失谱(Electron EnergyLoss Spectroscopy,EELS)利用其高空间分辨率和高能量分辨率的优点，可以在原子尺度表征材料的电子态以及相关性质。同时，原位S/TEM技术利用S/TEM的强大结构表征能力，可以在纳米尺度测量材料的力，热，光，电等性质，将纳米材料的结构表征和性质测量真正的结合起来，同时还具备原位操纵加工纳米材料并形成器件的能力。本论文采用先进的透射电子显微学技术，研究了几种纳米材料的结构和性质之间的联系。利用具有球差矫正器和单色器的STEM-EELS研究了ZnO纳米线的基本电子态性质和光学性质，以及纳米金属表面等离子体激元的空间分布和频率分布;然后进一步研究了金属(Ag，Au)和半导体(ZnO)之间的能量传递过程。本论文的另一部分工作是，利用原位透射电镜技术原位加工石墨烯的边界结构，获得石墨烯纳米带;我们还原位研究了石墨烯和金属界面在高温下的动态变化过程。本论文的主要研究内容和取得的研究结果如下:　　(1)利用STEM-EELS研究了ZnO纳米线的电子态和光学性质，得到了其带宽和复介电常数，测得表面等离子体激元共振和体等离子体激元共振的频率。研究获得了Ag纳米棒以及Ag@Au纳米立方体的表面等离子体激元的空间分布和频率分布，为下一部实验奠定了基础。　　(2)利用STEM-EELS研究了金属和半导体之间的能量传递过程。在Ag/ZnO系统中，Ag纳米颗粒的表面等离子体激元和ZnO纳米线的激子之间发生强的耦合作用。表面等离子体激元和激子杂化形成新的准粒子plexcitons。我们研究了plexcitons的空间分布，并利用杂化理论模型进行分析解释。同时发现，当Ag纳米颗粒直径减小时，Plexcitons和表面等离子体激元的频率发生蓝移，理论推算出这个系统中的耦合强度为85meV。在外延生长的Au/ZnO系统中，我们研究了Au表面等离子体激元的线宽随颗粒直径的减小而增大，这是电子被表面散射引起的。Au/ZnO纳米系统中的Au的表面等离子体激元的线宽比文献报道的本征线宽要大很多，这是由于Au和ZnO之间发生能量传递的结果。　　(3)利用原位TEM技术，在透射电子显微镜中提出了3种原位加工石墨烯边界的方法:第一种为利用金属颗粒在高温下刻蚀石墨烯。利用这种方法，我们得到了闭合的石墨烯边界结构，并分析了这种方法的原理。第二种方法是利用场挥发过程加工石墨烯边界。第三种方法是利用加电的W针尖来原位裁剪石墨烯形成纳米带。　　(4)利用原位TEM技术，在透射电子显微镜中原位研究了石墨烯和W的界面在焦耳热下的动态变化过程，我们发现W针尖可以“吞”石墨烯中的碳原子，并且在表面“吐”出石墨层，同时伴随着W针尖被碳化，反应后的界面的导电性有很大提高。