氧化锌纳米线是一种良好的压电材料,所以其重要应用方向之一是将机械能转化为电能为纳米系统供电。在发电过程中纳米线的杨氏模量对发电效率和发电作用力的大小范围都起着至关重要的影响,半导体氧化锌纳米线杨氏模量的研究主要集中在杨氏模量的实验测量和随尺寸的变化规律上,目前大多数研究者对氧化锌纳米线杨氏模量的实验测量都是在扫描电镜和透射电镜的真空环境中完成的,本文将设计实验在大气环境中原子力显微镜非接触模式下测量氧化锌纳米线共振频率,根据实验结果分析模拟得到氧化锌纳米线在空气中杨氏模量表层值和径向变化规律并和真空中结论形成对比以说明真空中和空气中结果的不同,从而将氧化锌纳米线压电发电进一步推向实际应用。针对于实验器件方面,在基底硅片上镀一层金膜,作为氧化锌纳米线生长的催化剂,通过高温管式炉用气液固(VLS)的方法在圆晶硅片基底上生长得到氧化锌纳米线样品,然后通过一步光刻两部热蒸镀的方法在基底上制备上平行的条状金电极,到此测量试验的样品制备完毕。通过应用原子力显微镜非接触模式,提出在大气环境中测量氧化锌纳米线共振频率的方法。通过自制平行微电极施加横置交变电场使纳米线振动,并利用原子力显微镜非接触模式使探针和纳米线顶端间距在分子力作用范围内,探针和纳米线在分子力作用下同步运动。又通过逐渐改变交变电场频率,使纳米线承受频率连续变化的激励作用。通过光电传感器识别探针的位置变化,从而可以通过判断光电传感器信号的激增来确定纳米线共振的发生,得到纳米线共振频率。根据共振频率和几何尺寸的对应关系,由欧拉伯努利梁振动理论得出七组直径不同氧化锌纳米线的杨氏模量不相等,且不等于氧化锌块状材料值,七组值相差也较大。针对这种现象,从晶体生长原理角度分析是由于纳米线尺寸为纳米级别,所以纳米线生长边界的张弛层厚度对纳米线整体性能影响较大。应用有限元多物理场耦合模拟,建立纳米线壳-核模型且考虑到在空气中振动的热粘阻尼和大气环境的气压作用对实验过程进行模拟,得到在大气环境下,在空气介质中和大气压下纳米线的共振频率对应的其壳部和整体杨氏模量及其变化规律。最后得到在大气环境中氧化锌纳米线外壳杨氏模量为336.71±55GPa,比以往研究中值增加37%左右。大气环境中纳米线整体杨氏模量随着直径的减小而增大的速度明显较快于真空中的结果。