随着微机械加工技术的提高,NEMS走进人们的视野。NEMS在计量学、基础科学、生物医疗等方面的潜力极大增加了研究人员对纳米器件的研究热情。其中NEMS器件对微小质量的检测是很重要的一部分。目前大部分对NEMS器件的研究都是在超高真空甚至超低温度下进行的。本文的主要研究目标就是用NEMS谐振器实现在线的微小质量检测。论文通过调研阐述了目前国内外主要的微小质量检测方法及NEMS相对其他方法的优势,也对比了目前用NEMS器件检测微小质量的两种主要方法:位移检测法、频移检测法。出于在线检测的目的,本文选择了频移检测法。之后阐述了 NEMS谐振器通过频率偏移检测微小质量的原理以及研究难点。论文通过比较NEMS谐振器的几种主要的驱动和检测方法,选择了静电激励和压阻检测方法。通过对静电激励的理论分析,说明了静电力对谐振器频率的调制作用。基于激励和检测方法,设计了悬臂梁、双端固支梁、两种U型梁、两种H型梁共六种硅纳米梁,并利用ANSYS软件对设计的梁结构进行模态仿真。本论文阐述了压阻检测的基本原理,基于这些原理设计了压阻环,并对压阻区域的应力进行有限元仿真,获得压阻区的平均应力。之后介绍了基于绝缘体上硅(SOI)材料的NEMS谐振器的加工流程、存在的问题及解决方案。预检测电路的设计采用差频检测方法,主要包括偏置电路和输出滤波电路两部分,通过Pspice对电路进行仿真。最后设计并制作了 PCB电路板,对电路性能进行测试。实验结果表明,电路基本满足需求,但是偏置电路的频率范围需要改进。