本论文主要探索了两类功能性材料，一种是基于金属杂环化合物的光致发光材料和太阳能电池材料;另一种是新型的纳米结构和功能化的纳米复合物。　　金属铱配合物具有高效发磷光，发射波长可调控等特点，使其在许多光学领域中展现出了广阔的应用前景。本文发展了一种简单的、普适的方法构筑一类结构新颖的金属铱杂多环化合物，并研究其发光性质。金属杂芳香化合物如金属苯、金属苯炔、金属吡啶、金属呋喃等均具有芳香性。最近，本课题组首次报道一类全新芳香体系——金属杂戊搭炔和金属杂戊搭烯，也具有芳香性。本文以金属杂芳香化合物为基础，探究其在光电转换方面的应用。　　近年来，模板法制备纳米材料引起了广泛的重视，该方法基于模板的空间限域作用实现对纳米材料的大小、形貌、结构等的合成控制。本文提出了一种模板法，具有简单、重复率高、预见性好、普适性强及合成材料的大小、形貌和结构可控等诸多优点，为开发研究新性能纳米材料提供了一条新的途径。　　本论文共分为以下六章:　　第一章为绪论，结合本论文的主要内容，简要介绍了环金属铱配合物的合成方法及其应用，染料敏化太阳能电池和有机太阳能电池，模板法制备纳米材料。此外，还简述了本论文的主要设想和目的。　　第二章介绍了一类新颖环金属铱配合物的合成方法。首先构筑了一系列铱杂多环配合物，即铱杂环戊二烯并芳香环的结构，然后通过配体取代反应得到高效磷光发射的环金属铱配合物。通过理论计算分子轨道分布，解释了C^C的不同和N^N配体的引入对于化合物发光的影响。　　第三章探索了金属杂芳香化合物（如:金属苯的衍生物，金属杂戊搭烯的衍生物）在太阳能电池上的应用。一方面，将金属杂芳香化合物作为染料敏化剂，用于敏化二氧化钛纳米晶，以达到提高染料敏化太阳能电池效率为目的。另一方面，将金属杂芳香化合物作为掺杂剂，共混于电子给体和电子受体之中，以期提高异质结有机太阳能电池的效率。　　第四章以α-环糊精和聚乙二醇为起始原料，通过原子转移自由基活性聚合反应合成了刷子状两亲性的两嵌段共聚物（聚丙烯酸嵌段聚苯乙烯）。以聚合物为模板，制备了具有“纳米项链”结构的半导体硒化镉、铁磁性四氧化三铁和铁电性钛酸钡。通过高分子场自洽理论，模拟计算了“纳米项链”结构的形成机理。　　第五章以β-环糊精为起始原料，通过原子转移自由基活性聚合反应、准活性格氏聚合反应以及点击反应等方法合成了星型的两嵌段共聚物（聚丙烯酸嵌段聚3，4-乙撑二氧噻吩）。以此共聚物为模板，制备了具有热电效应外围包裹了聚3,4-乙撑二氧噻吩的无机半导体纳米复合材料。　　第六章总结了本论文的主要内容，并对后续工作进行了展望。