完美的晶体是理想体，在自然界是基本不存在的，现实中的材料几乎均含有缺陷。随着材料特征尺寸的不断减小，材料比表面积变得非常大，材料内部的缺陷与表面交互作用不断增强，因而纳米材料的性能非常敏感地决定于晶体内部的缺陷和尺寸。纤锌矿半导体纳米线同时具有压电和半导体性质，表现出优异的力电耦合性能和光学性能，是制备未来人与环境交互的智能电子产品的最佳候选材料之一。纤锌矿半导体纳米线在制备过程中因含有大量的点缺陷而成为天然的n-型半导体，为此定量地建立起纤锌矿半导体纳米线性能与其点缺陷密度及纳米线尺寸关系的知识体系对于稳定和可靠地设计应用器件至关重要。Ⅱ-Ⅵ族的氧化锌（ZnO）和Ⅲ-Ⅴ族的氮化镓（GaN）纳米线作为纤锌矿半导体纳米线的典型代表，到目前为止，点缺陷对其光学性能的影响已经获得了大量的研究，但是实验上点缺陷对其力学及力电耦合性能的定量研究仍然十分匮乏。此外ZnO和GaN纳米线杨氏模量的尺寸效应仍然具有巨大的争议。本论文通过调节纳米线生长条件并运用原位TEM单轴拉伸和弯曲保载的方法，对不同特征尺度及不同点缺陷密度的ZnO和GaN纳米线中力学和电性能及机理进行了系统深入地研究，并得到以下主要结果。　
（1）发现通过调控生长条件可以获得不同点缺陷密度的ZnO和GaN纳米线，并且不同点缺陷密度的ZnO纳米线具有不同的横截面。通过光致发光光谱（PL谱）中缺陷峰强度与点缺陷密度的关系确定了不同生长条件获得了不同初始点缺陷密度的ZnO和GaN纳米线。发现氧空位密度高的ZnO纳米线具有圆形横截面，而氧空位密度低的ZnO纳米线为六边形横截面，而不同空位浓度的GaN纳米线则均为六边形横截面，但点缺陷密度对此二者纳米线的晶体类型和生长取向并无影响。
（2）首次报道了点缺陷对ZnO和GaN纳米线的杨氏模量和断裂强度的调控作用，定量地确认了ZnO和GaN纳米线的杨氏模量均具有明显的尺寸强化效应。由于点缺陷对材料晶格参数的影响，点缺陷密度高的ZnO和GaN纳米线的杨氏模量明显低于其相应的块体模量。这在一定程度上解释了为何已报道的ZnO和GaN纳米线的杨氏模量值存在巨大的波动。证明了在一定的直径范围内随着纳米线直径的减小其杨氏模量不断增大，该现象归因于纳米线的表面效应和纳米线内点缺陷密度随直径的减少。
（3）通过改变点缺陷密度和尺寸可以实现对ZnO纳米线的电导率和压阻系数的调节。实验结果显示点缺陷密度高的圆形横截面ZnO纳米线比六边形横截面ZnO纳米线的电导率高三个数量级并且具有更高的压阻系数。
（4）GaN纳米线的初始点缺陷密度和直径对其弯曲性能具有明显的调控作用。在一定直径范围内，低空位密度的GaN纳米线未表现出可见的滞弹性，高空位密度的GaN纳米线的则表现出具有明显的尺寸效应的滞弹性。
以上结果为人们通过改变和控制材料内部的缺陷与特征尺寸来实现对纳米材料性能的调制与裁剪提供了宝贵的实验数据。