有机光功能材料因其优异的光化学和光物理性质，在半导体光刻技术、生物荧光探针和光限幅材料等领域有着广泛的应用。　　随着半导体技术的不断发展，极紫外光刻(EUVL)、193 nm浸没式光刻以及电子束光刻(EBL)将成为下一代光刻(NGL)中最有潜力的光刻技术。而作为光刻技术中关键材料的光刻胶的研制开发也极为重要。基于有机小分子化合物的分子玻璃光刻胶(MGs)，具有明确的分子结构、精确而较小的分子量和优良的单分散性，可以作为一类理想的超高精细光刻胶材料应用于深紫外、电子束和极紫外光刻领域中。　　半胱氨酸(Cys)，高半胱氨酸(Hcy)和谷胱甘肽(GSH)是生物体中主要的小分子硫醇，他们在维持生物体的生理活动中起着非常重要的作用。而由于Cys/Hcy和GSH在体内具有不同的生理功能，因此选择性识别其中的Cys/Hcy对相关疾病的预测具有重要的意义。三芳基硼化合物由于优异的光电性能，具有很好的荧光性质和光稳定性，有可能作为生物体内硫醇识别的荧光基团。　　酞菁化合物及其金属配合物具有特殊的分子电子结构，在生物医药、非线性光学及信息处理等领域应用广泛。基于非线性光学性质，酞菁化合物具有优良的光限幅特性，可作为一种很好的光限幅材料。　　本论文基于新型有机光功能材料的分子设计，研究了其在半导体光刻技术、生物荧光探针和光限幅材料等领域中的应用。　　第一部分基于分子玻璃主体材料的超高精细光刻胶研究　　1.设计合成了两种分子玻璃化合物BPA-6和BPA-10，并研究了它们的溶解性、热稳定性、成膜性、浸润性以及金属杂质含量等性质，结果表明该分子玻璃具备理想光刻胶的要求。　　2.采用上海同步辐射光源极紫外光刻实验，使用hp70nm光栅重点研究了双酚A衍生物光刻胶配方组分（包括主体材料、产酸剂和防酸扩散剂）、曝光剂量、后烘和显影工艺等因素对光刻胶EUV光刻性能的影响，实现了高分辨率(80～30nm)、高灵敏度(＜10 mJ/cm2)、低线边缘粗糙度(＜3 nm)的EUV光刻结果。并利用瑞士同步辐射光源EUV光刻线站研究了双酚A衍生BPA-10在30 nm以下的超高精细光刻性能，实现了22 nm以下的高分辨率光刻结果。最后采用EUV产气装置对光刻胶极紫外产气性能进行评估。　　3.研究了以BPA-10为主体材料的分子玻璃光刻胶在193 nm光刻和电子束光刻中的光刻性能。初步结果表明，BPA-10光刻胶材料可以获得200 nm以上的193 nm光刻图形和高灵敏度50 nm分辨率的电子束光刻图形。　　第二部分基于萘芳基光功能材料在荧光探针和光限幅材料中的应用　　1.设计合成了多种以萘为芳香基团的三芳基硼化合物，研究了它们的基本物理性质，考察了不同取代基对化合物发光性质的影响。　　2.设计合成了一种基于PET原理检测硫醇分子的以萘为芳香基团的三芳基硼化合物HTBNM，将其制备成纳米水凝胶体系NG-HTBNM，高选择性识别生物体内的Cys/Hcy，而对GSH无响应。并在上述水凝胶体系引入尼罗红分子制备成新型基于PET/FRET机制的纳米水凝胶体系NG-HTBNM-NR。这种纳米水凝胶探针可以通过双激发波长荧光比率法选择性检测细胞内的Cys/Hcy，具有很好的细胞通透性和光稳定性。　　3.研究了萘酞菁化合物与酞菁化合物的光物理及光限幅性质。萘酞菁化合物相对于酞菁化合物而言具有更宽的近红外光限幅窗口。这主要是由于萘酞菁化合物具有更大的π电子共轭结构，导致其S1态与T1态的能隙降低，表现出更高的系间穿越速率kST和三线态量子产率ΦT。萘酞菁化合物的光物理性质表明其有可能作为一种潜在的光限幅材料。