导体或半导体在外力作用下,会发生机械形变,其电阻值也会随着发生变化,这就是导体的电阻应变效应。利用电阻应变效应进行其他物理量测量的传感器即为电阻式应变传感器,其可以用于测量力,形变,位移,加速度和力矩等。粘贴式应变片,是电阻式应变传感器的主要结构形式,是一种精确、灵敏、多用途以及方便、经济的传感器。基于纳米材料和结构体系电阻式应变传感器研究现状,以理解纳米结构体系应变传感物理机制,拓展其应用为目标,本文以“基于电子隧穿的金纳米颗粒阵列的电阻特性及应用研究”为题,重点研究了自组装金纳米颗粒阵列和超薄金纳米薄膜体系的电阻对应变、温度和湿度等外部激励的响应特性,并开展了相关应用研究。用对流自组装方法制备了基于光滑表面球形金纳米颗粒的阵列,通过组装工艺控制,制备出了有序排列的条带阵列。对比研究了自组装金纳米颗粒阵列与文献中提到的其他纳米材料和结构体系的电阻应变响应灵敏度,研究显示,阵列排列结构的有序性与其应变响应性能密切相关,有序度越高的阵列结构,其应变响应灵敏度越高。在充分理解自组装金纳米颗粒阵列导电机制的基础上,通过选择不规则形貌的金纳米颗粒,将体系电导率提高了2个数量级以上,提高了其电学性能表征和测量的可操作性。研究了粗糙表面金颗粒阵列对单频机械振动,单频音乐信号以及混频演讲语音信号等机械振动的响应性能。为进一步提高二维金纳米颗粒阵列的应变传感性能,通过热蒸发方法制备了严格单层的超薄岛状金纳米薄膜,对比研究了薄膜形成不同阶段的形貌结构和电阻应变响应特性的演化过程。结果显示随着薄膜厚度的增加,体系电阻对应变的响应灵敏度逐渐降低。鉴于超薄金纳米薄膜制备工艺简单且易于控制的特点,提出了基于差分分压电路的相对电阻变化测量方法以提高样品对应变的响应灵敏度。并以此方法测量了样品对应变的最小探测极限,结果显示在外部应变为0.00083%时样品输出信号的信噪比为1.9。这一探测结果比文献报道的基于纳米结构体系的应变传感器相关结果降低了1-2个数量级。关于超薄金纳米薄膜电阻应变响应的物理机制,在总结前人工作的基础上,提出了两种导电机制相互竞争的电阻网络模型,较好的解释了薄膜厚度与体系电阻之间的关系。研究了基于超薄金纳米薄膜的悬臂梁对低频微弱机械振动的响应性能。分别开展了其在液滴扰动,防入侵报警以及脉搏信号测量等方面的应用研究。在低频应变响应研究的基础上,进一步研究了样品对声频范围内高频微弱机械振动的响应性能。分别以接触和非接触方式测量了基于超薄金纳米薄膜的应变传感器对人类声音引起的微弱振动的响应特性。研究了环境温度和湿度对超薄金纳米薄膜电阻的影响,提出了基于厚度控制的超薄金纳米薄膜体系电阻温度系数调节方法。实验研究了空气湿度对超薄金纳米薄膜电阻的影响,并对这种影响的物理机制提出了定性的理论解释,即空气湿度引起薄膜内相邻岛状颗粒之间介电常数的变化,引起电子隧穿概率变化,从而影响体系电阻。