MgB2是一种新型超导材料，具有显著的独特的双能隙结构。它是一种简单的二元化合物，超导机理仍属于BCS电声强耦合机制。它比传统的低温Nb基超导体具有更高的超导转变温度，意味着可以在更高的温度下运行工作；与高温铜氧化物高温超导体相比，在材料制备和器件应用上优势明显。自2001年其超导电性被发现以来，它在弱电和强电领域广阔的应用潜力激起了世界范围的研究热潮。低维MgB2材料和器件的研究一直是该领域的研究热点。本论文基于混合物理化学气相沉积法制备MgB2准一维超导晶须、超薄膜，以及由薄膜形成的器件展开研究，为实现低维MgB2材料及器件在超导电子学方面应用做出贡献。MgB2超导准一维纳米结构可以用作理想的纳米超导器件的连接，同时也为研究超导体的维度效应和尺寸效应提供了基础。MgB2超薄膜在单光子探测方面有广泛的应用前景。基于MgB2-CNT器件的研究将为研究一些基本物理问题和制备超敏感磁强计提供基础。论文的主要结果如下：　　 利用混合物理化学气相沉积法在Cu衬底、不锈钢、以及Mg片上制备出MgB2超导晶须。这种方法不仅在反应中提供了足够高的Mg蒸气压以保证MgB2相的稳定，而且很好的避免了氧污染，是最有效的合成MgB2的方法。TEM分析表明MgB2超导晶须具有单晶六角结构且沿[0001]方向生长。通过对生长条件及实验结果的分析，发现其可能的生长模式是自种子生长。M-T曲线表明其起始超导转变温度高达39 K，是目前所有有关MgB2纳米材料文献报道中最高的。　　 通过优化实验参数，在SiC衬底上利用混合物理化学气相沉积法成功的制备出最小厚度为7.5 nm的外延MgB2薄膜。薄膜C轴垂直于衬底，非常纯净没有氧污染。MgB2超薄膜电阻率随温度变化关系表明，当膜厚为7.5 nm时，超导转变温度为33 K。随着膜厚从7.5 nm增大到40 nm，超导转变温度从32.8 K升高到40.5 K，这个值可以和常规100 nm薄膜相比较。通过光刻制备微桥来测量临界电流密度，结果显示超薄膜具有非常高的自场临界电流密度。对于10 nm厚的薄膜来说，Jc(4K)达到1×107 Acm-2而Jc(20K)达到1×106 Acm-2，说明即使薄膜厚度降低到10 nm仍然具有很好的单晶性和完美的晶粒间连接。特别是10 nm以下的超薄膜，其超导转变温度达到目前文献报道最高值。高转变温度以及高临界电流密度对于MgB2超薄膜在超导单光子探测方面有重要影响。　　 制备基于MgB2-CNT器件，主要研究的问题是MgB2-CNT器件能否在Andreev反射下诱导碳纳米管超导。通过HPCVD法制备出高质量MgB2薄膜，然后利用电子束曝光、聚焦离子束刻蚀等方法制备MgB2超导电极。通过拉曼选择金属型碳纳米管，利用电子束曝光将碳纳米管制成可供转移的小片，再通过三维机械探针将小片转移到做好的超导电极上，最后形成MgB2-CNT器件。样品在常温下测量存在非常明显的肖特基接触。由于这项研究非常复杂，本论文只给了一些初步的结果，其中涉及很多物理问题有待一一解决，目前实验仍在继续。