目前，为了提高集成电路的工作速度和功能，硅基器件需要不断等比例缩小，在其逐渐接近物理极限时，人们开始尝试用富勒烯结构材料(碳纳米管、C60等)来研制纳电子器件和电路。近年来，短沟道碳纳米管晶体管的研制，纳电子器件的互连技术，利用互连技术实现电路等相关研究，均受到广泛关注；另外，为研制更加低廉的电子产品，要求进一步降低成本，而基于C60的纳电子器件和电路有可能实现未来低成本、高性能的纳电子产品，但是目前制备C60纳电子器件的工艺复杂，器件工作环境要求苛刻，亟需解决。针对上述诸方面问题，本论文主要围绕短沟道碳纳米管晶体管的研制和器件性能，C60纳电子器件制备和集成新技术等开展了深入研究。 研制短沟道碳纳米管晶体管的关键技术是制备具有纳米尺度间隙的电极对。本文提出了两种新技术方案来制备纳米间隙电极对：方案一是基于电化学沉积技术。将所有微米尺度电极(包括牺牲电极、待加工电极)集成在同一芯片里，无需引入外加牺牲电极，通过控制沉积时间以及引入反馈监测系统，能可控制备由同种金属材料构成的纳米间隙电极对(例如：Au-Au)；若利用牺牲后的阳极，还可实现由不同种金属材料构成的纳米间隙电极对。方案二是无电镀沉积技术，基于金属置换反应，不需要牺牲电极，引入反馈监测装置也实现了可控制备纳米间隙电极对。这两种技术操作简便、效率高、成本低、可控性高。 利用不同尺寸的纳米间隙电极对，成功制备了沟道长度约200nm、100nm和50nm的基于单壁碳纳米管束的场效应晶体管，系统研究了其电学性能；碳纳米管束晶体管是通过调控接触势垒实现器件工作。发现沟道尺寸缩小至50nm，碳纳米管束晶体管仍具有良好器件性能，开关比可达104，表明基于单壁碳纳米管束的晶体管仍可进一步缩短其沟道长度。 研究了纳电子器件集成相关问题，探索了一种基于金属纳米结构的互连技术：将电化学沉积装置集成到Si片中，在微米间隙金属电极之间，利用有机溶剂(DMF，乙腈等)作电解液进行电化学沉积，原位制备了金属纳米结构，包括纳米分形结构，纳米树枝以及纳米线；测量了其电学性能，发现电阻可低于0.21kΩ，可用作互连材料。通过这些金属纳米结构的生长，能够实现金属微米、纳米结构之间的连接，在纳电子器件的互连领域将可能有重要应用价值。 在制备金属纳米结构(纳米分形结构、纳米树枝和纳米线)的电化学沉积过程中，观察到量子电导和原子接触现象，对其进行了监测、研究，探讨了其可能应用，为金属纳米结构用于纳电子器件电路互连奠定实验基础。 针对目前C60器件制备工艺存在的问题，提出了基于溶液制程法来制备C60低维纳米结构材料和器件。基于该法成功制备了C60一维纳米材料(纳米线、纳米晶须)，二维纳米片和不同形态的复合纳米结构：通过控制实验条件获得了直径约100nm的C60纳米线或纳米晶须，厚度约30nm的C60纳米片以及Y-型、T-型和花状C60纳米结构；由HRTEM可知C60低维纳米材料多为理想的单晶结构。 基于溶液制程法提出了一种C60纳电子器件的制备及工艺集成新方案：将含C60分子的有机溶液在可控的实验环境下蒸发，可在不同衬底材料上制备得到C60低维纳米材料；在衬底材料上预制金属电极，在溶液蒸发得到C60低维纳米材料的同时，可将其直接原位组装在电极之间，形成器件结构；通过对金属电极进行合理布局设计，可以实现C60纳电子器件的集成。基于这种溶液制程法，通过一步工艺就同时实现了C60纳米材料、器件的制备以及器件集成。初步研究了C60纳米片器件在室温、大气环境下的电学性能：在C60纳米片上修饰ZnO或Ag纳米颗粒，改善了其器件性能。