随着微电子加工技术以及纳米加工技术的进步,人们已经能够很容易制造出纳米梁和纳米线。纳米梁是纳机电系统用于痕量检测、超快传感、高频信号产生的最重要的部件之一。水污染是一个全球性的问题,尤其是重金属污染,对环境和人体健康都会造成极其严重的危害。水环境中重金属的检测技术与方法一直是研究热点,然而现存的检测方法都存在弊端,具有不能进行现场在线检测或者重复性和稳定性差等问题。纳米梁具有灵敏度高、高频振荡特性等特性,是水环境重金属离子监测和检测的一种新方法。本论文基于纳米梁质量的改变会导致振动频率发生变化这一特性,通过测量纳米梁的谐振频率的变化实现重金属离子的检测。由于硅纳米梁无法直接吸附和富集重金属离子,本论文把电化学分析法中的电极生长敏感材料的方法应用于硅基纳米梁表面中,选择带疏基的有机硅纳米颗粒对硅金复合纳米梁表面进行修饰,大大增加了硅基纳米梁对重金属离子的吸附与富集。本论文理论上使用了分子动力学软件对硅金复合纳米梁振动特性进行模拟;实验方面,在中科院纳米所加工平台完成了硅金复合纳米梁的加工。本论文的研究成果对水环境中重金属的检测具有一定的指导意义。本论文主要完成的工作分为五个部分:1.简要阐述了重金属离子对人体的危害及重金属的检测方法,并对NEMS系统进行了概述,列举了 NMES器件的优良特性及在很多领域中存在的潜力,讲述了基于硅纳米梁谐振器的传感器研究进展。2.介绍了 NEMS谐振器的静电激励原理以及谐振梁的振动特性,为检测结果的分析做准备,还介绍了经典的压阻理论,为结构设计和实验提供了理论基础。3.对复合纳米梁的振动特性进行了分子动力学模拟,研究了尺寸与硅金复合梁振动频率的关系。4.分析和讨论了硅金复合纳米梁的加工实现方式和工艺步骤细节,同时给出了加工工艺所需的具体版图设计,着重讨论了几种典型的NEMS加工工艺,给出本实验中的具体工艺参数与实际工艺中需要注意的细节性问题,并给出结构加工之后的图片。使用激光多普勒测振仪对加工完成的样品的振动特性进行了研究。5.制备出既可以修饰硅金复合纳米梁表面又可以吸附重金属离子的敏感材料,并对其进行了表征,实现了对重金属Pb2+的检测。