本文采用透射电子显微技术和扫描探针技术的有机结合，对一维纳米材料主要是管、线进行原位制备、操纵和物性测量，主要包括：电迁移过程中金属Fe颗粒与多壁碳纳米管相互作用动力学过程研究；电子束诱导沉积制备一维无定型碳纳米线的可控石墨化及结构、成分和电学输运性能表征；单根多壁碳纳米管的场致电子发射研究；一维半导体纳米线的原位测量尤其是电子束调制开关单根ZnO纳米线的场致电子发射行为等。 通过高分辨成像和电子衍射等手段，研究了电迁移过程中金属Fe纳米颗粒和多壁碳纳米管的相互作用的动力学特征：确定了该过程的内禀驱动机制为“热辅助电迁移”；迁移过程中Fe颗粒的物质状态-是否发生固液相变与其局域环境有关，及可能的机制分析；Fe颗粒运动对碳纳米管的结构和形貌具有调制和修饰功能，造成内径扩大，管壁变形，石墨化质量提高等；碳纳米管石墨层对Fe原子的渗透性研究，验证了几种可能的未来应用-纳米晶体驱动器，大规模碳纳米管提纯和质量提高，碳纳米管受损修复以及可控质量输运等。 利用电子束诱导沉积法原位合成一维无定形碳纳米线，引入金属Fe催化剂颗粒，利用电迁移原理驱动催化剂颗粒运动使得无定形碳纳米线石墨化。在对碳纳米线石墨化前、后的结构、成分等特征进行系统表征后，利用原位测量技术，详尽地测量了纳米线的两端电输运、电流承载能力和场致电子发射等性能，发现石墨化后的碳纳米线具有与多壁碳纳米管相当的电学性能，其电流承受能达到4.6×108A/cm2。 采用原位组装和测量手段，研究了单根多壁碳纳米管的场致电子发射行为。不同发射几何的碳纳米管场发射极性能比较后发现，顶端发射性能最佳，侧向发射最弱。高场下Fowler-Nordheim曲线偏离线性，顶端污染层的出现在降低发射电流的同时提高了发射稳定性。不同真空条件下和不同电流电压循环过程下的场发射Ⅳ测量结果发现吸附物对多壁碳纳米管的发射性能影响较大，单根多壁碳纳米管的发射电流可达几十μA甚至更高。另外还研究了碳纳米管的场发射稳定性和场发射失效行为，并提出了可能的失效机制。 使用原位测量手段表征了单根ZnO，Bi2S3等半导体纳米线的电输运特性和场致电子发射性能，发现金-半接触界面处肖特基势垒对输运性能有很大影响，协助发展了一种基于热场发射的理论模型，能很好的解释实验数据，并从中提取出肖特基势垒高度、纳米线的本征电阻、载流子浓度和载流子迁移率等参数。利用高能电子束与样品尤其是金属电极的相互作用过程中的非弹性散射过程，如二次电子激发、声子激发以及等离激元振荡等，可调制金属电极向半导体纳米线中注入电子的水平，达到控制电流的目的。应用该原理，成功地实现了单根ZnO纳米线场发射电流的开关，提出了一种新型高频下工作的光电开关原理。