测量及调控单分子的电子传输性质是利用分子器件“自下而上”地构筑纳米级电路的重要先决条件。金属/分子/金属隧穿结作为单分子电学性质的有效测试平台，用来研究电子在分子内部的输运过程。然而，研究电子在分子之间的传输问题仍是器件应用与发展需要面临的重要挑战，其中的重点和难点在于选择合适的作用方式将单分子器件有效地组装或拼接。本论文利用超分子自组装作用与动态化学反应，结合扫描隧道显微镜和机械可控断裂结法，原位构筑了多种组装型分子隧穿结，并研究了分子结的电子传输性质。　　本论文的主要研究内容和结果如下:　　1.四重氢键构筑超分子结及其分子导电性能研究。合成了脲基嘧啶二酮衍生物，并利用其自互补的四重氢键作用在非极性溶剂中构筑了二聚体分子隧穿结。研究采用扫描隧道显微镜断裂结（STM-BJ）的方法，表征了单个二聚体分子结的电子传输性能，并分析了不同锚定基团和溶剂环境对于超分子结的影响作用。结果表明，巯基作为锚定基团时四重氢键分子结的导电能力最优，电导可以达到10-3G0量级。核磁氢谱和相关对照实验证实了四重氢键的存在，并且可以被溶剂环境所调控。该研究工作为超分子组装型电路元件的设计提供了新的方法。　　2.双硫键构筑二聚体分子结。电子在分子之间的传输过程对于分子器件的构筑和应用有着重要的意义。采用1,4-苯基二硫醇(BDT)分子为基元分别将针尖和基底进行预修饰，通过氧化反应原位构筑了双硫键连接的二聚体分子结。隧穿电流-位移(I-s)表征以及统计分析结果证实二聚体BDT分子结的形成，并且还原剂的加入会导致双硫键的破坏、电学信号消失。BDT二聚体的电导比单体低了近两个数量级，这是由于双硫键使苯环呈现垂直构象，使电子云的分布局域化，从而抑制了电子在器件中的输运。　　3.希夫碱反应构筑含有碳氮双键的分子结其性能表征。通过醛胺希夫碱反应，构筑了含有碳氮双键连接的分子隧穿结。在针尖预修饰的基础上，结合基于扫描隧道显微镜(STM)的电流-位移(I-s)法和电流-时间(I-t)法，对于组装器件的电导进行了表征。单分子电子学表征和核磁的结果共同证实了碳氮双键产物的存在，且其电导与已报道的共轭分子导线相近，说明碳氮双键具有良好的电子传输能力。该研究工作对于复合器件的构筑提供了一种有效的手段。　　4.杂环体系中量子干涉效应对器件电子传输性能的影响。研究了多环体系中杂原子效应和锚定基团连接位置对于分子结电子传输性质的影响。合成了一系列低聚亚芳基-乙炔撑(OAE)化合物，其核心结构为芴类衍生物，乙炔基吡啶作为锚定基团分别连接在对-对和间-间的位置。结合机械可控断裂结(MCBJ)法和第一原理计算对分子结的电子传输性能进行了研究。结果显示，相长量子干涉效应在对位连接的杂环体系中仍然适用，且分子结电导随着杂环芳香性的增大而减小。而间位连接的分子体系中，相消量子干涉效应的影响减弱，分子结的电导同时受到杂环芳香性和杂原子电负性的制约，体现了与顺位连接不同的趋势。该研究说明对于多芳环体系，量子干涉效应和杂原子种类对器件的电子传输性能有着交互的调控作用。