微纳米科技在医药、信息、机械、材料等领域极大地改善了人们的生活，已经成为了研究热点之一。对于小型设备和微机械系统，微纳米材料是重要的组成部分。近年来由于在微机械系统中的应用，金属微纳米材料受到广泛的关注，在集成电路中，金属微纳米线也是最重要的组成部分。铝微纳米线由于在导电性、成本和光学蚀刻工艺等方面的优势，是微机械系统和集成电路的重要材料。目前已有很多制备铝微纳米线的方法，其中电迁移法因具有操作简单和成本低等优点备受瞩目，但是制备成功率低，而且其制备机理的研究十分欠缺，需要系统深入地研究。因此本论文研究了铝微纳米线的制备机理，提出了电迁移法的优化制备工艺，显著提高了制备成功率，并且深入阐释了制备机理。主要的研究内容包括以下几个方面：　　 1)研究了铝靶材纯度对于电迁移法制备铝微米线的影响。铝靶材的纯度分为2N(99％)和4N(99.99％)两种，使用真空电子束蒸发技术将这些靶材沉积到不同基板上。试样中的铝膜覆盖在氮化钛膜上面，试样表层有一层二氧化硅保护膜。根据铝靶材纯度将试样分为两组，结果表明在2N铝靶材制备的试样中，原子流强度显著大于4N铝靶材试样中的原子流，导致前者可以显著增强制备能力。铝靶材纯度的降低会导致试样中铝膜缺陷的增多，铝膜中的晶体结构受到破坏。这些缺陷以位错，空隙等形式存在，可以作为原子迁移的快速通道。因此，2N靶材对应的试样中原子迁移速度增强，迁移所需的激活能降低。原子流最终随着铝靶材纯度的降低呈指数关系增长，显著增强了提高了铝微米线的制备能力。　　 2)研究了控制原子积聚和排出的机理，提出了制备铝微米线的优化工艺。分析了原子排出孔底端位置对于制备过程的影响。排出孔底端可以控制在表层保护膜和铝膜的交界面，或者铝膜和氮化钛膜的交界面。研究表明，在前者的条件下，试样中积聚原子无法直接从孔中排出，原子积聚导致的压应力不能被有效释放，导致了裂纹的产生。另一方面，排出孔底端位置在铝膜和氮化钛膜的交界面时，试样中没有出现裂纹，压应力被成功释放，而且通电时间也大大延长。使用同样的工艺，大幅提高铝膜的厚度，分析铝膜厚度对于制备过程的影响。研究表明，在一定的试验条件下，铝膜厚度的增加会显著提高制备的铝微米线的长度。本论文通过试验分析了保护膜厚度对于制备过程的影响，研究了保护膜厚度的适用范围。过厚的保护膜会导致原子排出阻力增大，原子无法经过小孔排出。当厚度低于临界值时，保护膜无法抑制试样表面小丘的产生，导致失效。综合以上的影响因素，提出了制备铝微米线的优化工艺，原子被成功的积聚并排出，制备出了高长径比的铝微米线。　　 3)运用优化工艺，通过改变排出孔的形状并结合其它制备技术，制备出了其它横截面形状的铝微米线，包括带状铝微米线，U型管状铝微米线和空心管状铝微米线。计算异形截面铝微米线的体积，与圆柱形铝微米线的体积一致，证明了优化工艺的可靠性。另外，分析了排出孔形状对于原子排出温度和铝微米材料形状的影响。结果表明，排出孔面积增大会减少消耗的能量，导致原子排出温度的增加。结合使用电迁移法和聚焦离子束蚀刻技术，成功制备了空心管状铝微米线，扩展了电迁移法的应用范围。　　 4)使用自然氧化膜代替表层保护膜，利用电迁移法成功制备了铝纳米线。深入阐述了生长机理，研究发现铝纳米线的制备取决于原子排出阻力和铝膜与表层氧化膜之间的应力。　　 本论文研究了铝靶材纯度，排出孔底端位置，铝膜厚度和保护膜厚度对于电迁移法制备铝微米线的影响，提出了制备铝微米线的优化工艺，大大提高了制备成功率，显著提高了铝线的长径比。本论文进一步研究了优化工艺的可靠性，制备了不同形状横截面的铝微米线。利用电迁移法制备出了铝纳米线，分析了制备机理，丰富了电迁移法的应用范围。