以分子电子器件和分子计算机为目标的分子电子学随着纳米科技的迅猛发展,利用单分子来构建具有特殊功能的电子器件已经成为当今微电子学领域的前沿课题之一。分子电子学近年研究的重点为如何构建分子器件,如何表征、控制分子器件中电子的传输以及如何认知分子器件的结构和功能之间的关系。构筑分子电子器件的基本思路是制备具有金属-分子-金属结构的分子结,然而在一定有限面积的基底上实现简单、廉价、高效地构筑微纳分子结依然是一项巨大的挑战。人们己经基于有机分子电子器件研制出各种各样的有机光电子器件,如有机发光二极管,场效应管,光伏电池等。这些器件的工作原理一般都是基于电荷注入、电荷传输以及电子一空穴对复合这些物理过程。本文在理解有机-电极界面的理论基础上,详细综述了现有制备分子结的方法及常用到的解释有机光电器件电学特性以及载流子传输机理的几种理论模型包括：直接隧穿、Fowler-Nordheim隧穿、Schottky发射效应、Poole-Frankel效应、跳跃传导(Hopping conduction)及空间电荷限制(SCLC)效应六种模型,可根据各种模型独特的输运特点讨论分子结的输运特性。本文利用软印刷的方法在自组装技术基础上制备一系列不同长度、不同结构的烷烃分子和共轭分子的分子结。在不同光照条件和不同温度范围内(300-90K)对器件进行电流-电压(I-V)测试,将测得的I-V数据按照几种常见的输运模型进行变换,分析得到可能符合的机制。然后通过Matlab拟合I-V曲线得到势垒高度等参数。研究其传输机制并对电荷的传输过程进行简单的讨论。利用I-V特性的分析和模拟结果分析在金属/分子/金属十字交叉分子结中温度、光照条件、金属/分子界面及分子长度和结构对电荷注入势垒的影响。研究发现在用模板印刷法制备的金属/分子/金属十字交叉分子结器件中,非对称的Au/SAMs界面是影响电荷的输运的主导因素。它导致了非对称Au的费米能级,载流子遂穿上电极较困难,从而使得施加负偏压的电流大于施加正偏压的电流。有机分子输运特性与温度和光照条件有关,受光子注入和热激发可促进载流子输运,故高温和光照条件下的电流较大。有机分子输运特性与分子长度和分子结构有关,在饱和烷烃分子中随分子长度增加势垒高度减小、长链的共轭分子势垒远小于饱和烷烃势垒,是因为分子长度增加无法直立导致有效势垒变小。纳米包埋复合材料的研究是纳米材料研究中倍受关注的热点课题。近年来,将半导体纳米微晶、金属纳米粒子、有机染料分子以及生物活性分子等活性基元分别掺杂于基体材料中,用于诸如固态激光器、光催化、光传感器、生物传感器等领域的研究十分活跃。本文在制备金属氧化物溶胶凝胶的基础上分别采用水热生长法及烧结法制备了ZnO, NiO,1%Al-15%Ru-NiSn(1:2), NiZn(1:4)氧化物纳米粒子,进而制备了纳米粒子包埋有机分子包埋复合薄膜,对其粒径尺寸、组成成分、表面形貌及电学特性进行了表征。发现烧结纳米粒子团聚现象严重,粒径尺寸大；水热法得到纳米粒子团聚程度较轻,粒径尺寸小；水浴纳米粒子有机分子包埋复合薄膜的表面形貌光滑,粒子分散均匀；包埋水热和烧结纳米粒子的有机复合薄膜均有明显的开关特性,其中包埋水浴纳米粒子的复合薄膜开关现象较明显,开关比较纯有机薄膜提高30倍。对薄膜开关的机理进行了分析,电荷捕获机制成为可能的开关传输机制。