近年来伴随着微纳加工技术的进步,微纳米机电系统得到了快速的发展,石墨烯纳米机械振子得益于石墨烯出众的电学和机械特性以及较高的谐振频率,在精密测量和信息处理等领域都展现出了巨大的潜力。本文选取少层石墨烯条带制备了谐振频率在几十到一百兆赫兹量级的纳米机械振子,主要开展了机械模式操控方面的研究:一方面对机械振子中的模式特性进行了探索,包括对多个独立振子之间的模式强耦合进行调控,观察到多个机械模式间的非线性同步现象;另一方面,发现通过对耦合模式的调控,可以在石墨烯高频纳米机械振子耦合系统中实现原位可调的机械振子辐射热计。具体的,本文包含以下主要内容:1.对石墨烯高频纳米机械振子的基本概念和研究背景进行了简单介绍,并对本文涉及的机械振子中模式的强耦合、同步和光辐射响应等相关的物理概念进行了简要说明。2.对在本文中采用的样品制备工艺进行了介绍,此外对本课题中采用的测控方法进行了说明。3.制备了一个5振子串联的样品,研究了独立振子间的模式强耦合,并实现了最多5个振子间的模式强耦合。4.对3个串联振子中的强耦合模式非线性效应进行研究,观测到了模式非线性同步的现象,并且利用中间振子调控模式强耦合的方法对系统中的非线性同步性进行了调控,观测到了两种不同的同步形式。5.利用耦合振子实现了辐射热测量,并通过门控调节对基于石墨烯纳米机械振子的辐射热计的灵敏度和响应带宽进行直接和间接调控。本论文的创新点的主要为:1.实现5个独立振子的模式强耦合,为声子波导构建和长程声子信息处理提供基础。2.观测到强耦合模式间的非线性同步现象,并且能够通过改变耦合情况调节同步性,对深入研究非线性动力学提供一个可能的视角。3.实现性能可调的直接和间接探测辐射热计,对发展大规模传感阵列打下基础。