分子电子器件由于尺寸小、功能性多样、易加工和低成本等优点被广泛认为是代替传统硅半导体下一代电子器件。在众多的有机分子中,钌金属配合物因结构多样和独特的光电性能,在分子导线、分子开关、分子整流器,分子存储器等领域具有广泛应用前景,成为分子电子学的研究热点之一。实现调控和应用钌金属配合物分子器件的前提是理解荷电输运特性,本文结合实验和理论计算从单分子和薄膜角度探究钌配金属合物分子电子器件的荷电输运特性。本文首先采用软模板印刷法制备了带有寡聚噻吩主链的钌金属配合物OTP-Ru的可寻址交叉分子结,在真空下不同光照条件和温度范围内(95至300K)对其进行伏安特性测试。测试中器件表现出显著的双电导、光(电)开关、整流及光伏行为。对伏安特性曲线变换分析结果表明,OTP-Ru分子器件的主导输运机制由无温度依赖特性的Fowler-Nordheim隧穿主导,黑暗条件高偏压下则是跳跃传导机制主导。分析发现,分子本身的偶极距和不对称的界面吸附产生的表面偶极层导致了Au电极费米能级分布不对称从而产生内建电场,导致了器件的整流特性和光伏特性。为了探究OTP-Ru分子各部分和器件结构对荷电输运特性的影响,我们通过理论计算建立了三组对照模型。结果表明,通过改变钌配合物中心位置和寡聚噻吩链长度,可以有效调节分子电子结构及器件输运行为(双电导、整流和负微分电阻)特性。进一步分析发现,器件的整流和负微分电阻效应是由于施加正负偏压后能级的不对称移动所致。通过改变分子与两端电极界面吸附方式,我们研究了器件界面对荷电输运的影响。结果表明,分子两端均化学吸附在金属电极时具有很强对称的耦合界面,导致器件整流特性大大减弱。最后本文采用旋涂法制备了两种联吡啶基Ru(Ⅱ)分子薄膜及包埋Ti02纳米棒复合薄膜,采用液态Gain法测试伏安特性曲线结果表明,配体对Ru(Ⅱ)配合物分子电子结构和器件的荷电输运有一定的影响。含有联吡啶基的两种具有氧化还原特性的分子薄膜均表现出开关特性。当联吡啶配体被两个吸电子Cl基团替代后,分子的最高占据态轨道和最低非占据态轨道能隙差减小,薄膜的开关性能减弱。对比两种Ru(Ⅱ)配合物包埋Ti02纳米棒前后薄膜的电学特性测试结果表明,TiO2纳米棒的引入使得分子薄膜均匀性有所改善,器件的在ON状态和OFF状态下的电流均有所提高,开关特性减弱。由于Ti02纳米棒的引入,薄膜缺陷增多,对应的输运机理在高阻态阶段转变为空间限制电流效应。