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纳米功能材料对于科技的发展、生产力的提高和社会的进步都有着重要的作用，在本文中，从材料制备和性质研究的角度，我们重点研究了3d过渡族纳米磁性材料与MgB2超导材料这两种重要的功能材料。
就常规磁性材料而言，它早已经被广泛地用于发电与输配电、信息的处理加工与存储、各种机械设备重要部件等方面，而不断兴起发展的纳米磁性材料更是在磁存储、磁运输、生物医学应用、高性能电极材料和作为改善环境的催化剂等方面有着重要的应用潜力和实际价值。特别是，纳米磁性材料对于提高信息存储密度方面有着很大的改进空间与应用前景，也可用于医学成像、靶向药物投递，传感技术与计算等，在这些方面已经实现了纳米磁性从研发到实际应用的有机转变。尽管人们对宏观磁性和微观磁性的认识与应用已经很深入广泛，但是对纳米磁性的认识却有赖于纳米结构的制备发展，仍旧在不断的发展当中。纳米磁性中蕴含着丰富的资源，既有材料的本征性质，更有特殊的因尺寸效应、表面效应、颗粒间作用、形貌尺寸分布等引入的纳米现象。如何认识理解这些纳米磁性，增加人们对该特殊领域的理论知识，并将这些知识反馈给纳米材料的制备，最终实现高性能材料的应用，正是本文研究的着力点。也使得对这些纳米材料磁性进行的深入探索和研究，成为必须的且具有重要意义的事情。
在纳米磁性研究方面，我们研究了一系列3d过渡磁性元素及其化合物纳米材料的制备与相关的磁性质，合成了具有特殊结构的复合纳米磁性材料，并发现和解释了一些在磁性纳米体系新奇的并具有应用价值的实验现象。我们利用湿化学法，合成了一维镍(Ni)纳米链，深入研究其可控合成的参量，如反应温度、溶液浓度、外加磁场强度等因素对材料形貌、直径、表面磁性的影响，并对合成后的不同颗粒尺寸的样品进行了具体的表征分析，得出了系统的结论；磁翻转行为研究不仅是基础理论研究的需要，也是实现高密度信息存储的重要依据，我们研究了不同颗粒尺寸的Ni纳米链的磁翻转行为，发现了尺寸在Ni相干长度之下的纳米链具有特殊的磁翻转模式；因颗粒尺寸的不同会引起相变温度(居里温度)的变化，前人对这方面的研究工作主要基于二维薄膜体系，我们针对六种不同颗粒尺寸的系列Ni纳米链，引入理论公式与实验数据结合的方法，拟合出各个相变温度，实现了在纳米链体系中的有限尺寸效应研究；纳米表面磁化态研究直接涉及到磁性颗粒与其它材料的复合在生物医学上的应用，我们利用实验测量表征和理论分析等手段，研究了颗粒尺寸相同的、但是因制备流程不同而形成不同表面包覆的一维Ni纳米链的表面磁化态行为；在四氧化三钴(Co3O4)纳米颗粒里发现了有趣的有效磁矩随外磁场变化现象，我们从电子在晶格场中的迁移角度给出了合理的解释并提出了该现象潜在的应用领域；在四氧化三锰(Mn3O4)纳米立方颗粒组成的二维超晶格结构里存在着强烈的磁偶极作用，我们通过对该结构的磁偶极作用进行不同程度的稀释，引入随温度变化的磁晶各向异性的影响，利用两种方法分析后分别求出磁翻转体积，解释了超晶格结构里的磁翻转模式；同时，分析研究了多种重要的3d过渡族磁性化合物的纳米复合结构的磁性质。
在超导材料研究方面，超导二硼化镁(MgB2)材料由于具有简单的晶格结构、高相变温度、高上临界磁场和临界电流密度、较长的相干长度以及原料容易获得等诸多优点，不仅在核磁共振成像技术、加速器技术、制备纳米器件等应用方面具有很大的潜力，在基础研究方面也有重大的研究意义。
我们利用简易的物理化学气相沉积方法(HPCVD)，成功地制备出了MgB2单晶纳米线和单晶六边形微米棱柱。纳米线的直径约为100 nm、长度超过30μm，同时微米棱柱的尺寸大部分也超过30μm。通过多种表征和测试，分析研究了它们的性质和成长机理。