纳米技术的最终目的是要在纳米尺度上制造出特定功能的产品。传统的加工理论已无法满足纳米量级加工的需要,纳米加工机理就成为需要迫切解决的问题。目前,以分子动力学(MD)仿真和扫描探针显微镜(SPM)技术为代表的研究方法被广泛应用于纳米加工过程机理分析和纳米加工实验。本文基于分子动力学理论,结合常规车削加工技术,建立了纳米尺度下金刚石刀具对单晶硅工件切削加工的分子动力学仿真模型,编制了仿真软件,进行了仿真运算,观察了仿真结果,分析了纳米尺度下切屑形成与加工表面生成机理。结果表明:脆硬材料单晶硅在纳米切削时是以塑性方式去除的,并从晶体晶格变形角度进行了分析;刀具锋利有利于切屑的形成;负前角刀具加工时,工件加工前后工件体积有明显的变化是晶体相变所致。此外,借助于SPM在单晶硅片表面进行了纳米加工实验,建立了SPM加工中探针与样品间的电场分布的数学模型;分析纳米结构生成机理即是硅原子在电场下发生了复杂的电化学反应;指出了加工中的影响因素。本文最后利用SPM进行了加工表面微观形貌检测实验,从多角度对表面进行了评价,表明了SPM在表面检测领域的优越性。