本文首先介绍了新型超高真窄低温光学扫描隧道显微镜的设计与搭建工作。新型超高真空低温光学扫描隧道显微镜采用抛面镜方式收集光信号,从而显著提高了收光效率,使得该仪器可开展若干前沿研究。文中详细介绍了几个关键部件的设计和建造细节,如:集成了抛面镜及其驱动机构的扫描隧道显微镜扫描头、将光线引入或引出真空腔的光学调整台等,并对系统周边设施的搭建进行了讨论。　　 电子线路是实验仪器的重要组成部分,其性能好坏直接影响整个系统的表现优劣。文中有选择的介绍了几个包括扫描隧道显微镜相关电路在内的电子线路的设计和升级。　　 用低温扫描隧道显微镜在实空间得到了吸附在超薄氧化铝薄膜上的单个萘酞菁分子,在特定振动峰上的振动空间分布图像。振动图像中电子-振动耦合的空间变化,揭示了分子吸附构型、振动模式以及分子轨道结构的相互影响,并与在分子上不同位置所得到的扫描隧道谱相一致。该工作表明,振动图像可以在单分子水平上提供丰富的电子-振动耦合信息。　　 用扫描隧道显微镜探针,从单个硫醇共轭分子1,4-bias[4’-(acetylthio)styryl]benzene上成功地分步移除了不同功能团并将金原子键接到分子上的硫原子上,同时研究了分子电子态随分子结构改变的演化。对反应产物不同位置扫描隧道谱的研究表明,单个化学键的选择性断裂足由于热电子局域隧穿到分子特定电子共振态的结果。结合STM的原子操纵能力,进一步研究了金-硫键的形成及其键合强弱对分子电子态结构的影响。