柔性电子器件主要以柔性材料为基底薄膜层,结合微纳米集成制造工艺设计制造具有传感,数据存储以及能源转化等多种功能的元器件,在航空航天、生物医疗、信息传感等领域有广阔的应用前景。基于MEMS微执行器件的医疗器械发展日新月异,作为柔性医疗器械的关键元件,微电极阵列执行器件受到了广泛的关注。微电极阵列（MEAs）作为执行器关键元件,可对神经或肌肉进行电刺激,记录来自神经细胞的动作电位,从而实现在活细胞组织和电子设备间的传导。然而,常规微电极器件存在高电阻抗,低粘附以及生物相容性差等缺陷,导致其在医学检测、生物传感、微机器人等应用中遇到了诸多困难。其中最主要的是电极在植入体内电阻抗过大,导致刺激和记录过程中需要施加大电流,这种现状不仅将严重损伤接触位置皮肤和组织,而且还将极大的降低其金属和高分子层之间的粘附力,导致微电极器件快速失效。另外由于高分子柔性材料与金属涂层之间的杨氏模量不匹配问题,导致柔性电极在长期植入过程中金属层涂层很容易脱落。因此,为了开发出具有粘附力高,阻抗低的柔性电极器件,针对制造过程中的关键技术工艺进行改进具有重要的科学意义和应用价值。本论文通过反应离子干法刻蚀以及软光刻中的微接触印刷方法研究如何通过新的工艺方法加工制备具有不同纳米结构的微电极执行器,使其具有低阻抗性能,高粘附性能以及优良的拉伸扭转性能。本文基于神经刺激/记录中重要的执行电子器件柔性微电极阵列为主要研究对象,重点关注具有纳米结构的柔性电极执行器件制造领域的关键技术。主要目的是通过不同的制造工艺步骤提高具有金属导电层的电极阵列电学性能和机械性能。特别是,高分子柔性材料与金属涂层之间的粘附力以及导电金属层与生物体界面的阻抗性能。基于粘附性力学理论基础,分析金属层在柔性金属基底薄膜表面的分子作用力。主要通过建立柔性高分子材料与导电金属层之间纳米压痕测试模型以及纳米划痕测试模型来表达其表面金属层弹性模量,进一步分析薄膜硬度和摩擦系数以及压痕深度变化。同时,使用COMSOL Multiphysics有限元仿真方法在视网膜模型中进一步研究柔性电极的触点大小与产生的热量关系,为柔性电极的参数设计提供一定的参考。基于MEMS工艺制造方法,探索柔性金属电极执行器加工制造工艺过程,制备了10通道和126通道的神经刺激/记录柔性电极器件。而且对MEMS工艺过程中的反应离子刻蚀（干法刻蚀）的参数进行优化,使用刻蚀之后得到的凹凸纳米结构模型提高了金属层与高分子柔性基底的粘附力。为了更进一步优化电极触点的电学性能,通过在电极触点电镀不同3D纳米形貌的结构进一步减小了涂层表面的阻抗,提高了柔性电极涂层界面的电荷存储容量以及接触表面积。通过对薄膜的纳米压痕以及纳米划痕形貌分析,金属层在经历第一阶段至第三阶段的纳米划痕薄膜破坏过程中,柔性基底上的凹凸纳米结构可以在一定程度上降低了薄膜的内聚力破坏。采用微接触印刷（μCP）工艺技术,以聚多巴胺（PDA）仿生涂层为中间缓冲层,铂纳米线（PtNW）为导电金属层,制造了一种新型的可植入式柔性电极执行器件。通过微接触印刷压力的大小,研究了微印刷工艺制造的薄膜厚度以及成型制造之后表界面阻抗性质。基于仿生粘附PDA薄膜材料,在分子水平上改善了基底层与金属层杨氏模量不匹配的问题,并使用机械疲劳寿命测试方法（包括超声波浴实验,扭转疲劳实验）研究其粘附性性能的改善。使用体外测试方法,测试了PI-PDA/PtNW柔性电极器件的电学性能及其与PI-Ti/Pt柔性电极的性能对比。通过使用nano-TiO₂颗粒加速PDA仿生薄膜涂层的沉积,这种加工方案为其表面电子在光照下发生电子转移的特性以及对铂金属纳米结构涂层的加速沉积机理有重要的研究价值,进而通过这种工艺得到了柔性金属涂层电极执行器的快速制造的工艺。通过添加nano-TiO₂半导体材料到PDA涂层薄膜的内部和表面,解决PDA仿生涂层材料和铂纳米线的原位生长时间过长的不足,缩短柔性电极器件的制造时间。基于光照条件下纳米TiO₂表面电子-空穴分离现象,研究其稳定状态下极化电流性质与紫外光照强度的线性关系。将所制备的柔性电极植入大鼠脑部和视网膜内部分析其检测效果,并与当前商业电极的植入性能作对比。主要从动物实验平台的系统搭建,动物手术实验以及信号采集、处理等几个方面进行分析,同时处理和比较三种不同种类的电极信号。通过比较不同刺激阈值下的电极记录神经信号动作电位波形,研究比较柔性PDA/PtNW微电极的体内刺激信号相对Ti/Pt微电极的信噪比以及检测神经信号动作电位的密集度。综上所述,本文首先通过磁控溅射、干法刻蚀、湿法刻蚀等系列工艺方法开发了一种柔性神经电极器件的制造工艺,并通过优化反应离子刻蚀工艺参数,得到了一种凹凸纳米结构增强金属层与高分子层的一个完整的工艺参数。通过控制甲酸溶液的浓度以及电镀电位的大小得到了一种3D垒晶状纳米密集结构,这种结构可以将相对粗糙度（RMS）提高到116.5 nm,阻抗降低到0.824 kΩ。使用软光刻工艺制造方法和聚多巴胺粘附性仿生材料在分子领域改善了高分子材料与金属层之间的杨氏模量不匹配问题。进一步通过微接触印刷工艺降低了制造成本的,使用化学自组装工艺方法原位生长铂纳米线导电金属层,获得具有较大比表面积的涂层。通过紫外光照下纳米二氧化钛的电子转移效应,快速氧化PDA仿生涂层合成以及铂金属导电金属涂层的还原,将制造时间整体缩短至原来的十六分之一。通过搭建动物实验平台,参照当前应用广泛的商业铂铱合金电极,测试了电极在动物神经记录和刺激过程中表现的性能。本研究对未来柔性电极执行器件的制造的关键技术工艺突破具有重要的科学意义和应用价值。