微流体，是指某一个或两个空间维度局限在微米量级的流体，以及其中含有微米级尺度颗粒的流体。微流体是当前物理、化学和生物领域重要的研究对象，是研究微纳尺度物理现象、局域化学反应、细胞和亚细胞尺度生物现象的重要体系。微流体在流体、界面、电学和热学等多个方面都体现出其独特的性质，这些特性则是解决微流体相关科学问题并利用微流体进行实际应用的基础。尤其是对于微流体电学和热学特性的研究，对应着微流体环境下电磁波与物质相互作用及信号传输，物质输运与原位操控，热量输运及温度相关特性，以及生物化学检测等几方面的重要问题。　　微流体系统在实际应用中具有重大潜力，是当今微纳科技研究领域的前沿热点之一。微流体系统通常基于微流体作为介质，对微流体自身及其中各种物质实现控制和各种性质的表征。对微流体系统进行电学特性和热学特性的原位表征，是研究和解决微流体重要问题的主要途径之一，但迄今为止，这方面的工作还不够完善，具有广阔的研究空间。因此，本论文工作着重探索原位高频电学表征中非侵入式的电学表征技术，以及适合微流系统研究的原位、实时、局域温度测量技术，以期对微流体系统的研究起到推动作用。　　电学表征方面，本论文着重探讨了微波近场扫描显微技术对微流体封装系统内部结构及亚表面电学特性的透视检测成像技术。通过自建的微波近场扫描显微系统，实现了对15-200微米厚度的聚合物封装层下微流体样品形貌和电学性质的透视表征，实现了对封闭微流体器件内不同离子浓度的溶液样品实现了实时区分，并讨论了封装层厚度与测量结果之间的关系及物理原理。　　本论文开发了利用高频脉冲信号直接测量流体介电特性的新方法。通过对脉冲延时的精细测量和分析，能够利用简单的实验设置和数据处理获得少量液体的介电特性参数，其测试误差小于30％。　　本论文也研究了离子溶液和纳流体的高频电导特性，测量了不同的离子和纳流体颗粒在微通道溶液环境中对于纵向高频信号与横向栅压调制的响应。基于这些结果，有可能开发出新型的高频信号开关器件并应用于颗粒的分离和检测。　　本论文还研究了可以用于微流体原位颗粒操控的静电势阱模型。通过理论计算，从电磁势阱角度解释了透射电镜中观察到的量子点悬浮现象，提出了“静电镊”概念，并简单探讨了可以捕获和操控微流体中带电颗粒的微型器件模型。　　在热学表征方面，本论文作者与合作者一起研发了基于Ni-Cr两种金属材料薄膜的热电偶阵列，实现了准实时的二维平面温度动态测量。本论文将这种热偶阵列运用于微流系统内部的实时、原位温度测量，对局域热化学反应的温度变化和电解质溶液的电导-温度关系进行了初步的研究，探讨了薄膜热电偶技术在微流体系统原位测量中的特点和关键问题。　　本论文也探索了适合微流体系统的新型温度传感器的开发与工作机制。成功利用本组所发现的金属薄膜条带热电系数在微米尺度下随条带宽度差异而变化的新型尺度效应，开发出一种制备工艺比传统热电偶简单、能够内置于多种基底的单层金属薄膜温度传感器，一种新型的单种材料热电偶，这种新型温度传感器可能具有广泛的适用范围。　　总之，本论文探讨了微波技术、脉冲技术、薄膜热电偶等在微流体系统原位表征中的应用，也发展了几种新型的微流体系统的原位电学与热学测量技术。这些研究成果，很可能将为发展和完善微流体系统的表征技术以及微流体技术在物理、工程、化学与生物等领域的应用起到一定的启发和推动作用。对相关成果的进一步开发和探讨，相信也能运用于微流体系统之外的其他相关研究中。