Die Nanotechnologie eröffnet den Zugang zu einer Vielzahl neuer Materialeigenschaften und -verhaltensweisen, die über die klassischen physikalischen Eigenschaften der Materialien weit hinaus gehen. Metallische Drähte mit einem Durchmesser von weniger als 1µm und einer Länge von 10 µm bis 50 µm zeigen ein großes Aspektverhältnis. Insbesondere eine hohe Dichte solcher Drähte führt zu einem sehr großen Verhältnis von Oberfläche zu Volumen und zu neuen mechanischen, elektrischen, thermischen und chemischen Eigenschaften der mit Nano- und Mikrodrähten bedeckten Oberflächen. Diese neuen physikalischen und chemischen Effekte ermöglichen eine neue Entwicklungsstufe hochempfindlicher Sensoren wie chemische, biologische, Gasfluss-, Kraft- und Trägheitssensoren. Darüber hinaus ermöglicht der Einsatz von Nano- und Mikrodrähten die Herstellung von Schaltkontakten mit äußerst geringem elektrischem Widerstand. Zudem können effizientere thermische Schnittstellen und Verbindungen bei Raumtemperatur hergestellt werden. Durch das hohe Aspektverhältnis eignen sich Nanodrähte als Hochleistungselektronenfeldemitter. Um all diese Anwendungen zu realisieren, muss insbesondere eine wesentliche Hürde überwunden werden: Die vertikale Integration der metallischen Nanodrähte in ein 3D-Mikrosystem. In dieser Arbeit wird eine Technik zur vor-Ort-Erzeugung und Integration von Nanodrähten in Mikrosysteme mit Fokus auf eine Anwendung in der Sensorik und ihre kommerzialisierbare, industrietaugliche Herstellung vorgestellt. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines On-Chip-Elektronenfeldemitters, basierend auf metallischen Nanodrähten, zur Messung von Vakuumdrücken kleiner 10^-12 mbar in kryogenen Systemen bei Temperaturen unter 6 K. Aufsetzend auf einem Überblick zum Stand der Technik in der Vakuummesstechnik werden Möglichkeiten diskutiert, Probleme von Feldemitter-basierten Messgeräten zu eliminieren bzw. zu minimieren. Es wird theoretisch abgeleitet, dass die Verwendung von metallischen Nanodrähten mit hohem Oberflächenverhältnis und scharfen Spitzen als Elektronenfeldemitter zu einer großen lokalen elektrischen Feldverstärkung und damit zu einer höheren Stromemission führt. Zur Herstellung der Drähte wird das sogenannte Ionenspur-Ätzverfahren verwendet. Solche Nanodrähte werden auch als Templat-gewachsene Drähte bezeichnet, da die Nanodrähte elektrochemisch in den Poren der ionenspurgeätzten Templat-Membranen synthetisiert werden. Mit diesem Verfahren können Nanodrähte mit einem Durchmesser von 30 nm bis zu einigen µm und einer Länge von 2 µm bis 100 µm mit unterschiedlichen Dichten im Bereich von 10^4 cm^-2 bis 10^9 cm^-2 realisiert werden. Die Entwicklung eines Verfahrens zur in-situ-Integration der Drähte in einer 10 mm x30 mm großen Fläche (als 16x50 Pad-Array) und die hierfür entwickelten Bauelemente und Techniken werden ausführlich erläutert. Um die Abdeckung breiter Flächen mit Nanodrähten zu ermöglichen, wurden der Prozess und die elektrochemische Abscheidungsvorrichtung optimiert. Mit dieser Optimierung können die Nanodrähte über die gesamte Oberfläche mit einer Abmessung von 300 mm x 300 mm sowie in industrielle 12-Zoll-Wafer integriert werden. Im Vergleich zu zylindrischen Nanodrähten zeigen konische Strukturen ein deutlich besseres thermomechanisches Verhalten. Aus diesem Grund wurde die Struktur der Drähte in eine konische Form gebracht. Hierfür wurde für die Ionenspur-Templates eine Vorrichtung zum asymmetrischen Ätzen entwickelt inklusive eines elektrischen Messverfahrens zur Steuerung des Scheitelwinkels der konischen Poren. Durch die konische Struktur kann theoretisch eine stabile, für die Vakuumdruckmessung ausreichende Stromemission mit einer deutlich längeren Lebensdauer der emittierenden Konen erreicht werden. Diese Effekte wurden mit einer großen Zahl unterschiedlicher Proben nachgewiesen. Die Feldemissionscharakteristik der Nanokonen in einem Dioden- und Triodenaufbau werden detailiert beschrieben. In einer Langzeitmessung zeigt ein stabiler Feldemissionsstrom von 31 µA bei einer angelegten Spannung von 290 V für 50 h und über 100 µA bei einer angelegten Spannung von 338 V für 12,5 h das Potenzial dieser Emitterstruktur für eine ausreichend stabile Stromemission für XHV-Vakuumdruckmessungen. Um den Aufbau eines On-Chip-Emitters zu vervollständigen, muss über den Nanokonen ein Extraktionsgitter zum Anlegen der Extraktionsspannung sowie zur Übertragung des emittierten Stroms angebracht werden. Ein Konzept für eine XHV-gerechte Integration des Extraktionsgitters wurde entwickelt. Das Konzept verfolgt die Idee, die metallischen Nanodrähte vergleichbar zu einem Klettverschluss einzusetzen. Bei dieser Anwendung werden zwei Flächen mit Nanodrähten belegt. Durch Aufeinanderpressen dieser Flächen werden beide Flächen bei Raumtemperatur miteinander verbunden. Dieser Prozess findet durch Verschränkung und Diffusion der Nanodrähte ineinander statt. Die Entwicklung dieses Raumtemperatur-Verbindungsprozesses und die Untersuchung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Verbindungen werden detailliert ausgeführt. Diese neue Technologie wird am Einsatzbeispiel für das wärmefreie Verbinden von Halbleitern auf Pads bis zu 3 µm und Pitches kleiner als 5 µm erklärt. Sie hat das Potenzial für den Einsatz in der Massenproduktion von Wafer-Wafer- und Die-Wafer-Verbindungen bei Temperaturen deutlich unter 230 °C oder bei Raumtemperatur. Im Rahmen dieser Arbeiten wurde die Firma NanoWired GmbH gegründet. Diese Firma hat die entwickelte Technologie zur Anwendung in der Halbleiter-, Automobil-, Sensor- und Lichtbranche auf den Markt gebracht. Verschiedene konventionelle Methoden wie Kleben, Schweißen, Löten oder Schrauben können durch diese Technologie ersetzt werden.