随着分子器件的兴起,金属-分子-金属结(分子结)受到更加广泛的关注。当研究分子结的电学特性时,电导的研究非常重要。电导受到很多因素的影响,比如分子的结构、锚定基团、电极、周围环境等。虽然已有许多相关的研究,但影响单分子结电导的原因还有待进一步探究。本文采用扫描隧道显微镜裂结法(STM-BJ),以Au为电极研究多种分子的单分子结电导,主要开展了分子结构、锚定基团与周围环境对单分子结电导的影响研究。具体研究内容如下:1.以Au为电极,选取2,2’-二硝基-4,4’-联吡啶、2-硝基-4,4’-联吡啶、4,4’-联吡啶、4,4’-联苯二甲酸、3-硝基-4,4’-联苯二甲酸、3,3’-二硝基-4,4’-联苯二甲酸、3-氨基-4,4’-联苯二甲酸和3-氨基二茂铁-4,4’-联苯二甲酸为目标分子,我们使用扫描隧道显微镜裂结法测量以吡啶基与羧基为锚定基团,侧链基团带有硝基、氨基和氨基二茂铁分子的单分子电导。对于用吡啶基和羧基为锚定基团的分子,发现单分子结电导受取代基的数目、空间位阻、扭转角等因素的影响。我们的工作清楚地表明了侧链基团对单分子结的电子传递具有重要作用。2.采用STM-BJ方法对C-C-Py、C=C-Py、C-C-Fc-Py和C=C-Fc-Py分子进行了电导测量。含单键的C-C-Py分子加入二茂铁时,虽然分子长度增长,但由于二茂铁插入后降低了分子HOMO与LUMO的能级差,同时分子的HOMO能级与金属的费米能级间的势垒高度变小,最终导致分子结电导增大。含双键的C=C-Py分子加入二茂铁后,由于C=C-Py分子本身共轭性很好,加入二茂铁共轭性反而变差,且分子长度增长导致电子传输路径变长;虽然势垒高度有所降低,但未起到主导作用,最终导致单分子结电导减小。3.为了研究单分子结电导与锚定基团数目与锚定位点间的关系,分别测量了以硫甲基为锚定基团的分子(4SMe、2SMe-A、2SMe-B)和以硫乙酰基为锚定基团的分子(SAc-A、SAc-B、SAc-C、SAc-D)的单分子结电导。发现锚定基团数目和锚定基团的锚定位点都会对单分子结电导产生一定的影响。当存在多个锚定基团时,分子与金属间会存在多种接触构型,且传输路径比较多,因此峰宽比较大;当只存在两个锚定基团时,分子结构中的电子传递主要受分子长度影响,分子长度越长,分子结电导越小。4.为了探究紫外光对单分子结电导的影响,我们测量了杂环分子在黑暗与紫外光照射下的单分子结电导。结果表明,在紫外光照射下,分子的单分子结电导明显高于黑暗条件下的单分子结电导。因为对光敏感的目标分子,在紫外光照射下,分子结构发生了变化,在一定程度上影响了分子和电极的能级耦合程度,从而使得目标分子的单分子结电导发生了改变。