1、本論文主要針對當前分子電子學研究中的二個關鍵性問題開展方法學研究，一是如何將目標分子與宏觀世界可靠的連接，即在芯片上形成金屬電極/目標分子/金屬電極組成的分子結(jié)；二是如何對分子結(jié)的電學性質(zhì)與化學結(jié)構(gòu)進行關聯(lián)研究。迄今為止，有關分子結(jié)中的電子傳輸過程和詳細機理仍不清楚，甚至存在著較多互相矛盾的解釋。因此，亟待發(fā)展可構(gòu)筑分子結(jié)和在分子水平上表征其結(jié)構(gòu)特征的各種新方法。在本論文工作中，我們通過結(jié)合機械可控裂結(jié)法(MCBJ)和表面增強拉曼光譜(

2、SERS)的各自優(yōu)勢，成功構(gòu)筑了多種分子的金屬/分子/金屬結(jié)的結(jié)構(gòu)，并通過I/V、G/V特性曲線、電導統(tǒng)計圖和拉曼光譜等測量手段對分子結(jié)進行了表征。我們所提出和建立的MCBJ-SERS聯(lián)用方法可以同時檢測分子結(jié)的電學和譜學信息，提供了研究分子結(jié)中的電子傳輸過程和機制的手段。本論文在以下四個層次逐步開展研究，并獲得如下主要研究成果： (1)利用傳統(tǒng)光刻技術，并使用了SiO2和PI兩種不同的犧牲層，在Si和Cu基底上加工制備了間距為

3、2μm的金屬電極對。還初步嘗試了使用傳統(tǒng)光刻和電子束光刻結(jié)合的混合曝光技術，以直接制備納米尺度間隔的金屬電極對。 (2)基于本組發(fā)展的微芯片上制備納米間隔電極對方法，通過優(yōu)化實驗條件，系統(tǒng)研究和分析電沉積過程，可制備獲得電極表面平滑、致密的鍍層，明顯提高制備納米間隔的成功率。同時開展電遷移、電捕捉等方法的嘗試性研究。 (3)自行搭建了機械可控裂結(jié)法(MCBJ)系統(tǒng)，可精確、連續(xù)地調(diào)控芯片上的金屬電極對納米間隔寬度；通過濕

4、法刻蝕懸空電極對，顯著提高了MCBJ實驗的成功率和芯片的使用壽命。成功構(gòu)筑了BDT、Bipy、苯乙炔類分子和二茂鐵類分子等的分子結(jié)結(jié)構(gòu)，并對其電學性質(zhì)進行表征。 (4)搭建了可實時表征分子結(jié)的MCBJ和SERS聯(lián)用實驗裝置，該聯(lián)用新方法可同時檢測分子結(jié)的電學和譜學信息。結(jié)合FDTD理論計算，研究了金屬電極對納米間隔中分子的SERS強度和間隔寬度以及入射激光偏振方向等的關系；并初步研究了各種分子結(jié)在偏壓控制下的SERS行為。該法還