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微纳技术是21世纪继IT技术和生物技术之后最具发展潜力的高新技术，也是当今高科技发展的重要领域之一。从概念的诞生到今天，微纳技术已经取得了巨大的进步，主要体现在越来越多具备新奇优异性能的微纳米材料/结构被相继研究和报道，为电子信息、能源环境、食品安全、生物医学等技术领域的发展提供了新的契机和技术途径。因此随着微纳技术的发展，研究和制造功能更加完善的微纳器件及系统，将微纳材料/结构的优异性能转换为宏观应用功能的需求日益迫切。 一个器件的制造过程包括材料结构加工——结构装配——器件/系统的过程，显然微纳器件和系统的实现依赖于微纳尺度的功能结构单元，而功能结构单元的加工和装配的关键则是先进的微纳制造技术。然而目前依然缺乏能够有效实现微纳功能结构单元加工和微纳功能结构单元装配的制造技术，这不仅使得很多微纳米材料/结构的特性分析及应用受到了制约，同时也限制了以微纳材料/结构为基础的新型微纳器件及系统的发展。 本文针对微纳器件和系统的发展需求，结合机器人学技术，提出并研究了一套能够实现多种微纳结构加工功能和装配功能的光诱导微纳一体化制造方法。围绕该方法技术，主要开展并完成了以下研究工作: (1)光诱导一体化制造原理研究 通过深入研究光诱导芯片中光能、电能、机械能和化学能之间的转换过程和机制，分别确立了两条微纳结构加工的机制:一是光诱导电液动力学机制，将施加在芯片上的光能和电能转换为驱动芯片内部微纳米材料（生物细胞、碳纳米管、纳米颗粒）的机械能。通过控制驱动力的方向，实现微纳米材料的定向移动和定位沉积过程，进而实现基于微纳米材料的功能结构加工和装配。另一条是光诱导电极反应机制，将施加在芯片上的光能和电能转换为驱动溶液内部离子或分子发生反应的化学能。通过控制电极反应区域和速率，可以实现分子或离子的定位反应和定量反应，进而实现多种微纳功能结构单元的三维可控加工和装配。 (2)光诱导一体化制造方法研究 基于上述两种机制，建立了光诱导制造芯片的等效电路模型，并利用有限元仿真方法，分别研究和讨论了外加交流电压频率、外加交流电压幅值、溶液电导率和浓度对光诱导电极反应过程和光诱导电液动力学过程的影响和作用，得出了两条机制的适用对象和控制方法。 (3)基于纳米材料的微纳功能结构制造研究 基于光诱导电液动力学机制，以多壁碳纳米管和纳米导电聚苯胺颗粒的混合溶液为加工原材料，研究了交流电流频率，加工时间和原料配比对加工的微纳结构的形貌、电特性参数和传感性能的影响，验证了光诱导一体化制造方法能够实现基于微纳米材料的结构加工和装配。 (4)基于分子和离子的微纳功能结构制造研究 基于光诱导电极反应机制，以金属盐溶液和生物分子溶液为加工原料，深入研究了沉积时间、外加信号频率、溶液浓度和电导率对结构加工过程及结构质量的影响，分别实现了金属微结构、半导体薄膜及生物材料三维结构的可控加工。 (5)微纳器件的光诱导一体化制造过程 基于上述研究，结合微流控自动换液技术、光诱导电液动力学机制和光诱导电极反应机制，提出了集成多个功能结构单元加工和装配的光诱导一体化制造方法，并成功实现了基于CuO纳米线、氧化锌薄膜和单壁碳纳米管的场效应器件的批量化、一体化制造过程。