原子力显微镜通过一微小针尖可对样品局域可控地进行机械或电磁改性以制备新颖纳米结构，并研究作用过程中的各种物理化学现象。本文着眼于AFM纳米操纵和以场致氧化为基础的导电AFM纳米加工技术。首先设计和构建了相应的软硬件系统以简化对探针复杂运动的控制，进而在这些系统的基础上分别实现了单个纳米粒子的高效定点组装和精确操纵，并且以纳米粒子为对象在理论和实验上详细研究了AFM操纵过程，具体包含下列内容： 1、设计并构建了纳米加工系统用于复杂图形化模板的制备。这套系统集成了丰富的图形写入功能，可在加工区域的任意位置直接写入常规的点、线阵列和复杂的几何图案如位图、多边形和自由路径等。其写入方式包括机械和电场两种加工方式，且加工参数均可方便地以整体或独立的方式予以调节。 2、设计并构建了纳米操纵系统用于纳米物体的操纵。内含丰富的路径设定功能和漂移补偿机制以应对扫描管的漂移问题并通过一系列附加功能如粒子中心定位、标尺结合对象捕捉来增强操纵的易用性和精确性。操纵过程中针尖的运动状态通过数字示波器记录并和其它参数一起存取。 3、完善了单个纳米粒子的定点组装技术。提出并验证了导电AFM制备的氧化结构硅烷化效率较低的主要原因是由于结构表面硅羟基分布的不均匀。对氧化结构进行化学腐蚀和氧化处理可显著增加表面硅羟基的含量进而获得接近100％的组装效率。在饱和组装的前提下，通过减小氧化结构的尺寸实现了直径15nm的单个金纳米粒子在硅表面的选择性定位。此外，还对硅烷化试剂组装的选择性做了详细研究，提出样品表面吸附水的含量将直接影响硅烷化试剂的组装行为，并提出了三种方法用于改善其选择性。 4、从实验和理论的角度详细探讨了纳米粒子的操纵过程。首先建立一个完备的操纵模型用于分析操纵过程中针尖与粒子的受力和运动状态并以此为基础详细探讨了针尖与粒子之间的摩擦力，针尖与基底之间距对于操纵过程的影响。通过比较和关联实验数据，可以很好地解释实验过程中的现象，比如粒子黏附问题，操纵方向的依赖性等。并提出计算方法用于操纵精度的改善，粒子与基底之间相互作用的分析，特别是其它方法难以度测的化学成键强度。