石墨烯以其独特的物理性质,长期吸引了人们的广泛关注。石墨烯超晶格和纳米结构可以极大改变石墨烯的电子能带结构,从而衍生出丰富的量子物态。本论文主要围绕转角石墨烯超晶格和各项异性的氢等离子体刻蚀方法制备的石墨烯纳米结构,利用低温电学输运的表征手段,研究二者的物理性质。研究内容如下:1.转角石墨烯超晶格的电输运性质研究魔角(≈1.1°)转角双层石墨烯超晶格中零费米能附近形成的平带,导致了很强的电子-电子相互作用,直接衍生了关联绝缘态和非常规超导。平带的形成对角度提出了苛刻的要求,实现对平带的可控调控具有重大意义。魔角双层石墨烯的强层间耦合,阻碍了垂直电场对平带的调控。我们利用AB堆垛双层石墨烯在垂直电场中打开能隙的特性,将魔角体系首次成功拓展到魔角双层-双层石墨烯体系,并实现了平带的电调控。我们在“tear and stack”工艺制备的0.98°～1.33°的转角双层-双层石墨烯双栅器件中,观测到了电子支平带的存在。电子支平带的半填充处出现了最高达3.2me V的电输运能隙,能隙大小可以被双栅施加的垂直电场调控。半填充绝缘态在平行磁场中的增强响应,揭示了平带半填充时电子的自旋极化性质。进一步地,我们发现魔角双层-双层石墨烯在一定的载流子浓度范围内展现出电阻在变温过程中的线性响应,我们尝试从电声散射的角度给出了定性解释。此外,为了深入了解魔角双层石墨烯中的朗道能级的特征和起源,我们研究了近魔角双层石墨烯的磁量子振荡行为。随着费米面位置的变化,电荷中性点的朗道能级简并度经历了4重-8重的转变,为体系三重旋转对称性的破缺提供了依据。1.38°的转角双层石墨烯样品首次清晰地揭示了转角石墨烯体系中的Hofstadter butterfly图像;更接近魔角的1.26°样品,则表现出和魔角体系中相同的朗道能级,这为我们了解魔角双层石墨烯中朗道能级的起源,提供了新的线索。2.氢等离子体刻蚀方法制备的石墨烯纳米结构的电输运性质研究氢等离子体对石墨烯的各向异性刻蚀,可以方便地加工纳米带、量子点、量子点接触等纳米结构,且刻蚀的石墨烯边界为zigzag构型。利用该方法,我们可以快捷地加工出高质量的石墨烯单电子器件,并观测到清晰的库伦阻塞现象甚至激发态。我们还重点研究了zigzag边界的局域电子态的电输运表征。zigzag边界的双层石墨烯中施加垂直电场打开能隙后,体系的电导来自于zigzag边界态。我们在短沟道的情况下,探索zigzag边界态贡献的四倍量子电导。此外,我们也尝试探索了基于zigzag边界态的石墨烯纳米带的谷阀效应。