碳纳米管（CNT）自从1991年由饭岛澄男博士发现后，由于其独特的一维纳米结构和优良的电学、热学、力学等特性立刻引起了广大科研人员的关注。利用碳纳米管制造的纳米电子器件具有尺寸小、速度高、功耗少和造价低等优势，它将成为后摩尔时代取代硅材料的重要电子材料。然而，利用碳纳米管制造纳米电子器件面临着许多技术难题，碳纳米管与金属电极之间的连接就是制造碳纳米管电子器件难以克服的众多技术难题之一。纳米焊接技术能够有效地解决这一难题，但是碳纳米管尺寸小属于介观尺度研究范围，对其进行实验操作非常困难，模拟研究可以在此发挥巨大的作用。模拟研究可以高度预测焊接结构的物理和化学性能，形象地解释结构与性质的关系，并且可以展现出实验中一些无法观察到的现象，对减少实验工作量、指导实验、提高研究准确性都是大有帮助的。本文建立了碳纳米管与金属电极垂直互连的分子动力学模型，研究了在高温条件作用下影响焊接界面结构的主要因素，并针对性地提出适合碳纳米管与金属互连的有效方法。主要研究内容包括：（1）首先建立锯齿型碳纳米管与镍（Ni）电极的纳米焊接分子动力学模型，仿真结果表明：高温作用下碳纳米管与Ni电极纳米焊接的主要物理机制包括金属电极表层原子熔化和金属原子受到碳纳米管吸引附着其外壁表面。焊接界面结构主要包括两种形式：一种是金属原子填充大直径碳纳米管内部形成连续的金属纳米线；一种是金属原子包裹在碳纳米管外壁。温度有助于焊接界面的形成，温度越高焊接界面接触长度越长，并且由于金属电极表层原子的熔化，使得纳米焊接过程可以在低于金属熔点的温度下进行。相同温度条件下，与金属原子包裹碳纳米管外壁相比，金属原子在大直径碳纳米管内部形成连续金属纳米线所需的时间较短；当加热时间达到一定值后，焊接界面接触长度逐渐趋于稳定。碳纳米管直径是影响焊接界面结构的主要因素，大直径的碳纳米管更容易在低温条件下实现与金属电极的互连，如果碳纳米管直径过小，金属原子无法进入其内部形成金属纳米线。（2）为了探究碳纳米管类型对焊接界面的影响，分别考虑了手性型碳纳米管和扶手椅型碳纳米管与镍电极的纳米焊接过程。结果表明碳纳米管类型不是影响焊接界面结构的主要因素。冷却对CNT-Ni焊接界面结构影响较小，冷却速度越快焊接界面接触长度变化越小。(3)通过模拟研究碳纳米管与铂（Pt）电极的高温焊接过程，结果表明金属电极本身属性是影响焊接界面结构的重要因素。碳纳米管与Pt电极纳米焊接的主要物理机制是Pt电极表层金属熔化，金属电极与碳纳米管焊接界面结构取决于碳纳米管对该金属原子的吸附力与金属原子间聚合力之比。本文研究结果揭示了碳纳米管与金属电极纳米焊接的微观过程，分析了影响焊接界面结构的主要因素，为碳纳米管电子器件的制备打下了基础。