随着纳米科技的发展,设计与制备各种极小尺寸的低维结构与器件已经成为人们广泛关注的研究工作,发展和完善各种高效、简便的纳米结构制备技术也成为重要的挑战。在众多的微纳加工技术中,电子束曝光由于具有极高的分辨率、稳定的性能以及便捷的图形设计而占据重要的地位。但是电子束曝光也有一定的局限性,主要体现在：流程复杂、制作效率低；制备10纳米以下结构或线条的精度差；难以加工三维纳米结构。因此,如何拓展和完善微纳加工技术,克服电子束曝光的局限,制备出仅靠电子束曝光难以实现的各种纳米结构是十分重要的研究探索内容。本论文针对上述挑战,开展了系统的微纳加工技术的研究工作。通过将电子束曝光和反应离子刻蚀、氩离子刻蚀技术相结合,实现了电子束曝光分辨率的突破；将电子束曝光和蜡纸印刷技术相结合,实现了三维纳米结构的可控制备；借助电子束曝光和剥离撕裂等技术的结合,实现了对纳米结构表面形貌的有效调控。本论文共分四章,各章主要内容简述如下：第一章中,我们首先简介了电子束曝光系统的构成、工作原理以及同电子束曝光相关的微纳加工工艺,分析了电子束曝光的优越性及其局限；随后,我们介绍了一些将电子束曝光技术和诸如沉积技术、纳米压印技术以及扫描探针技术相结合的研究进展和成果。最后,我们提出了博士论文的主要研究目标。第二章中,我们展示了如何发展能够突破电子束曝光技术限制的极细纳米结构的制备技术。我们采用剂量大于3500μC的电子束对PMMA光刻胶进行曝光,制备出负胶PMMA纳米结构,然后以其作为氩离子刻蚀掩膜,再结合氧反应离子刻蚀技术减细掩膜线宽,成功制备出线宽小至5纳米的金纳米线条,并测试了不同线宽金纳米线条的电输运特性。我们还将这一技术拓展到氧化物和石墨烯结构的制备中,制备了最小宽度为43纳米的不同宽度的磁性氧化物LBMO纳米线条,观察到纳米结构中不同于体材料的金属-绝缘体相变现象；制备了单层石墨烯的极细条带,发现随着石墨烯线宽的变小,基于石墨烯条带的场效应器件的开关比明显增加。最后,我们研究了在不同的曝光剂量和加速电压下发生负胶转变的PMMA特性,通过对其高度变化、抗氧反应离子刻蚀能力、抗氩离子刻蚀能力以及拉曼光谱的表征,得到了负胶PMMA作为掩膜的合适剂量和加速电压。第三章中,我们侧重发展三维纳米结构的一些制备方法。本章的第一部分展示了我们发明的软掩膜印刷技术,可以实现纳米结构在各种非平整衬底上的制备。这种方法首先在覆盖有二氧化硅薄层的硅衬底上旋涂PMMA,并使用电子束曝光制备孔隙图形,再通过PMMA在KOH溶液中的水解得到悬浮的PMMA,随后将这种PMMA作为沉积掩膜覆盖于非平整衬底之上,随后沉积金属、分子等材料、最终去除PMMA掩膜,便可以在非平整衬底上得到与孔隙形貌相对的纳米结构。使用软掩膜技术,我们在不同形貌的曲面上制备得到了不同材料的纳米结构,并研究了这种方法的线宽分辨率以及重复使用能力。在本章的第二部分,我们利用PDMS-石墨烯-PMMA柔性复合材料在加热冷却过程中产生的应力失配制备出褶皱的石墨烯,并探讨了褶皱形貌的调控方法。在本章第三部分,通过加热冷却的方式对不同的光刻胶线条进行玻璃化重新塑性形成半圆柱形基座,再将软掩膜覆盖于基座上,沉积纳米结构并去除基座,制备出高度、周期、间隔可调的波浪形纳米结构阵列和空气桥型三维纳米结构。我们还提出了基于这种结构构建石墨烯顶栅器件和磁性氧化物纳米线局域场器件的设计方案。第四章中,我们主要开展电子束曝光技术在制备等离激元器件中的应用。我们使用PMMA负胶掩膜法和模板剥裂法分别制备出金纳米棒阵列,通过形貌和CL表征,发现后一方法制备的纳米结构表面平整度较好,CL信号的信噪比更高。随后我们使用自己发展的水解PMMA转移金纳米结构的方法制备了表面极平整的纳米结构,这种方法继承了模板剥裂法的样品表面平整度,并显著减弱了模板剥裂法在图形转移过程中出现样品破损,还具备在非平整衬底上进行纳米加工的能力。利用这一方法,我们在不同直径的毛细管表面成功制备出不同形貌的等离激元阵列。本章的最后部分,我们发展了一种微间隔的蜡纸印刷技术,这种技术可以克服普通蜡纸印刷术中样品的晕影展宽问题,同时也避免了接触式模板在脱模时的样品破损问题。利用该方法我们制备了系列的金纳米阵列,并研究了阵列周期、尺寸以及衬底等对其红外反射谱的影响。