低维纳米体系由于其具有的优异奇特的物理、化学性质,而在近年来受到了广泛的关注。其中石墨烯因其较高的强度、优异的光学性能、极佳的导电性能和传热性能,而自2004年诞生以来即一直为凝聚态物理研究领域的热点。当石墨烯由无限延展变为有限尺寸时,其边界和表面的性质更为明显和易于表征。石墨烯纳米条带就是这样的一种一维新型碳纳米材料,其特定的边缘态使之在电学、磁学和化学等领域有着与石墨烯迥异的性质。其中,条带宽度作为调控石墨烯纳米条带性质的首要参数,受到了着重的注意。研究者们探索了自上而下的氧离子刻蚀法、溶液超声法、Ni纳米颗粒刻蚀法、切割多壁碳纳米管法,以及自下而上的溶液合成法、芳香族分子合成法等等方法来合成符合需要的宽度的石墨烯纳米条带。在第二章中,我们通过使用低温扫描隧道显微镜研究了两种化学式相同的分子(并五苯分子和苉分子)在Au(110)-1*2模板上的自组装-退火实验。由于衬底Au(110)-1*2重构对分子的一维限域作用,我们得以在其上以并五苯和茜分子为前驱物,合成一维或准一维的石墨烯纳米条带。同时,在这一过程中,我们具体阐述了脱氢聚合过程和分子-衬底相互作用力之间的竞争过程以及Au(110)-1*2模板对反应方向的调控作用,以及分子本身的属性对合成的一维链的性质的不同影响。Pb/Si(111)体系作为半导体上生长的金属的模型以及被研究者们长久关注。这是因为该体系中有较强的量子尺寸效应(Quantum Size Effect,QSE).当金属和半导体接触的时候,这两种材料的费米能级被拉平,因而产生了从一方到另一方的电荷转移[1]。当电子被从金属激发至半导体的导带的时候,它需要克服其间的肖特基势垒。正由于此时电子转移到Pb岛上,因而关注量子尺寸效应和Pb岛的总能量对于确定费米面的位置非常重要。最近几十年的研究者们,其对Pb/Si体系研究重点首先是如何获得原子级平整表面的Pb薄膜。其次,在低温生长办法被证实可行之后,研究热点集中在低温下的层数稳定性上,也就是Pb/Si(111)的“幻数稳定性”。之后,对在不同层数生长,并在室温下退火得到的平整薄膜进行光电子能谱、X射线衍射、超导等方面的研究。而相对地,由于低温生长之后得到的Pb/Si(111)薄膜相比退火之后的薄膜要粗糙一些,因而受到的关注也较低。在第三章中,我们利用超高真空腔室中的分子束外延手段在低温Si(111)衬底上外延生长Pb纳米薄膜。分析了不同沉积速率下Pb纳米薄膜的尺寸、台阶高度等参数变化情况,研究了不同条件下薄膜的形貌特性,并据此提出Pb在不同沉积速率下的生长模式差异。当蒸发源温度为559℃时,Pb膜生长模式主要为层状生长模式,Pb原子层尺寸较大,整体高度较为平均；当蒸发源温度为575℃时,Pb薄膜生长模式开始转变为层状-岛状生长,Pb原子层的岛状形貌较为突出：当蒸发源温度为590℃时,Pb薄膜生长模式演化为更为明显的层状-岛状生长,且上层Pb原子的岛状化比575℃更突出,且整体Pb岛的尺寸逐渐变小。这形貌差异可以归因于不同沉积速率下,Pb原子纵向生长行为与表面扩散行为的动态竞争关系。总之,在层厚一定的前提下,随着蒸发源温度的提高,Pb原子沉积速率加快,Pb薄膜的生长模式也从层状生长过渡到层状-岛状生长。随后,我们保持蒸发源生长温度不变,调节生长时间,发现与同样生长速率的590℃生长情况相比,此时Pb原子沉积速率相同,成核密度类似。而相比于生长速率较低的559℃情形相比,该温度下Pb原子沉积速率较快,因而在横向扩散上,薄膜的扩散行为受到抑制,总体上岛的面积相对较小。总之,随着生长温度的提高,Pb原子沉积速率加快,生长速率对形貌的影响才是主要的,薄膜的生长模式从岛状生长过度到层状-岛状生长。在同一生长速率下,成核密度基本相同,Pb岛平均尺寸也较为接近。