近二十年以来,随着半导体芯片、柔性电子材料、光电子器件等微电子器件的集成化和小型化程度的快速提升,其内部包含了大量微米尺度的金属材料和结构。然而,由于尺寸效应的影响,微米尺度金属材料的力学性能及变形行为与宏观材料显著不同。在实际使用过程中,微尺度金属部件通常会受到机械、温度等多种类型载荷的影响,容易发生塑性变形而导致结构整体发生不可逆的变形,使得系统机械性能退化甚至失效。因此深入研究微米尺度金属材料的塑性性质,对于确保微电子器件的使用可靠性具有重要意义。另外,由于几何尺寸、加载速率及晶界等内外部因素会显著影响微米金属材料的塑性变形特性,因此,本文以在微电子器件中广泛应用的铜作为研究对象,通过开展扫描电子显微镜内的原位力学实验深入研究了上述三方面因素对微米金属材料塑性变形行为的影响,主要研究内容包括:（1）开展了不同尺寸的单晶铜微柱的原位单轴压缩实验,对单晶铜微柱的变形进行了原位观测并获得了相应的应力-应变曲线。讨论了单晶铜微柱的滑移方向受晶粒取向及对应施密特因子的影响,并利用概率统计的方法分析了尺寸效应对加载过程中应变突跳行为统计规律的影响。（2）开展了不同尺寸的单晶铜微柱在不同加载速率下的原位单轴压缩实验,原位观测了相应试样在不同加载速率下的变形行为。通过分析不同直径微柱试样的流动应力及加工硬化率与应变率的关系,研究了不同尺寸微柱试样塑性变形的应变率敏感性。同时,定量分析了加载速率对单晶铜塑性变形中应变突跳行为的影响。（3）通过在对称孪晶区域制备孪晶微柱试样,利用不同的加载速率开展了不同尺寸的孪晶铜微柱的原位压缩加载实验,对孪晶微柱试样的变形进行了原位观测与分析,并获得了相应的应力-应变曲线。研究了孪晶界对材料塑性性质的尺寸效应和应变率敏感性的影响。通过对比单晶和孪晶铜微柱试样的应变突跳统计规律,研究了孪晶界对微米尺度金属塑性流动特性的影响。本研究为进一步揭示微米尺度金属材料的塑性变形特性以及几何尺寸、加载速率和晶界等因素的影响提供了必要的实验技术与数据支持,同时也为相关微电子器件的结构完整性和功能可靠性的评估提供了相应的理论基础。