应用于纳电子器件制造的浮动电势介电泳(Floating potential dielectrophoresis,FPDEP)操控和组装具有简便、成本低廉、不损伤纳米材料和可大批量处理等特点。在大规模装配制造中,由于器件尺寸小,电极阵列密度高,传统的装配方法一次性一般只能成功装配少量器件,且需要众多的分离电极引线,这为制造工艺带来了极大困难。而本论文中所研究的浮动电势介电泳方法将交变电场施加在源极与栅极之间,利用漏极与栅极之间的电容耦合形成浮动电势,驱动纳米线装配至每对电极间,实现硅片级的大规模装配。本论文主要以基于五种典型纳米管/线(Ag纳米线、ZnO纳米线、SWCNT、Cu纳米线和CuO纳米线)的浮动电势介电泳纳米操控的基本原理和应用研究为主线,围绕浮动电势介电泳力建模、电流体动力学效应和布朗运动干扰、浮动电势介电泳环境的纳米线极化模型、芯片制作、五种纳米管/线装配需要的理论指导相关参数、实验平台的制作等科学问题及应用技术展开了研究工作。主要工作如下:(1)在浮动电势介电泳基本原理方面,系统地研究了浮动电势介电泳的电场分布规律、纳米管/线的电极化和等效极矩描述方法、浮动电势介电泳力模型。(2)进行了浮动电势介电泳系统中存在的电热流、电渗流和布朗运动等干扰因素的理论分析研究。对这三种干扰因素进行建模与分析,将为实现纳米管/线的浮动电势介电泳操作提供有利的分析手段,避免或减弱电流体动力学效应的不良影响,延用于辅助纳米管/线的浮动电势介电泳操作,提高操作的可控性和实用性。(3)开展了五种典型纳米管/线的浮动电势介电泳组装机理和实验研究,通过对纳米管/线电极化模型的分析研究,提出了纳米管/线的浮动电势介电泳频谱响应模型。研究表明,交变电场条件下,五种纳米管/线的浮动电势介电泳组装都存在各自的最大速率现象,且该速率与电场频率和纳米管/线的尺寸密切相关,用MATLAB软件对五种纳米材料在非均匀电场中受到的浮动电势介电泳力所对应的最佳电场频率进行了仿真,并借以确定相应的操控条件。详细介绍了浮动电势基本原理并进行了数学建模,经过建模分析之后可得浮动电势电极主要与漏极的面积和二氧化硅的厚度有关,用多物理场耦合仿真分析软件对这两个参数做了相应的仿真,并设计了浮动电势微电极芯片及晶源。(4)在上述研究和加工的微电极阵列基础上,研制了这五种纳米管/线装配试验平台,根据研究所提供的操控参数,实现了五种纳米管/线各自的浮动电势介电泳装配,为浮动电势介电泳微纳米操控技术在纳电子器件制造领域的发展和应用提供了科学的研究方法。