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本文利用原位透射电子显微术，结合选区电子衍射(SAED)、高分辨透射电子显微术(HRTEM)、电子能量损失谱(EELS)、能量过滤像和电子全息等分析手段，研究了C60纳米晶须、C60/聚苯胺(PANI)复合纳米管在电加热情况下的相变过程，检验了其作为电子器件的稳定性;直接观测了电荷俘获存储器在编程过程中电荷的存储位置和氧含量的变化情况。主要内容包括: 1.利用原位透射电镜结合SAED、HRTEM及EELS等分析技术，研究了C60纳米晶须在外加电压下的结构转变过程。C60纳米晶须在焦耳热的作用下发生结构相变，晶体结构由初始的fcc结构转变为C60分子的无序排列;进而C60分子自身的笼式结构被破坏，转变为无定型碳;最后无定型碳转变为层状石墨烯堆垛结构。C60纳米晶须在外加电压下发生结构转变表明其作为电子器件的稳定性必须被认真考虑。 2.利用原位电镜，结合EELS、SAED等分析，得到了在电流产生的焦耳热效应下，C60/PANI复合纳米管的结构转变过程。C60/PANI复合纳米管内层的C60纳米管首先转变成C60笼式结构的无序堆垛;然后笼式结构被打破，形成随机取向的层状石墨烯堆垛结构。外层包裹的PANI同步的转变为随机取向的层状石墨烯堆垛结构。这一转变过程与C60纳米晶须的结果类似。 3.利用原位电子全息方法对不同正偏压下电荷俘获存储器俘获层中的电荷分布的观察，可以确定在多晶HfO2俘获层中，栅极正偏压促使遂穿电子沿着HfO2的晶界运动，穿透俘获层后在HfO2和Al2O3的界面处局部聚集。随着电压的增加，聚集的电子数也同步增加，并且沿着俘获层和阻挡层之间的界面横向扩散。同时也发现在俘获层的底部存在一定数量的正电荷。 4.利用原位电镜，结合低能损失谱、O的K边、低能损失区的能量过滤像观察了Al/Al2O3/HfO2/SiOx/Si结构的电荷俘获存储器在电荷俘获过程中，HfO2薄膜中氧含量的变化情况。随着外加偏压逐渐增大，HfO2层的氧空位逐渐产生并增多;外加偏压逐渐减小时，氧含量在一定程度上有所恢复;反向偏压下，氧含量保持不变;所产生的氧空位可能是正电荷产生的原因。这一结果与之前所认为的HfO2层的缺陷只产生于制备和退火过程不一致。