源于“bottomup”的设计思想，具备器件尺度小、可选材料多并且操作方式灵活等优点的分子电子学，近年来倍受学者青睐。因为当硅基器件因其尺寸、生产成本等限制逐步停滞不前的时候，致力于研究分子水平上的电子学，以求通过单个分子、超分子或分子簇代替硅基半导体晶体管等固体电子学元件组装逻辑电路，乃至组装完整的分子计算机的分子电子学，却能继续满足人们对于电子消费品“轻、快、短、小”的追求。其中，在电路中起着重要的方向选择功能的分子整流器更是科学家们研究的重点。但是，传统的分子整流器，在分子材料本身存在着整流性能不高、性质不稳定等问题，而在器件的制备工艺上，又有工艺复杂、难于操作、可重复性不佳等局限，所以离实用化还有很长的距离。 本文着眼于找寻一些性能优秀、稳定的分子整流材料和开发一种简单、方便、操作可行、重复性好的器件制备工艺，在分子材料筛选和整流器件制备方面进行了一系列探索性的实验，得到了7种具有整流性质的分子，其中整流比超过一万的分子两种，性能可以稳定重复的分子一种，并总结出四种分别适应不同环境和要求的器件制备工艺。就分子材料的整流性能而言，部分分子的性能结果已经达到或者接近该领域研究的前沿水平，而且，其中对于各种分子功能基团的比较分析也可以为今后的整流分子设计提供不可多得的参考；而在器件制备工艺上，四种不同环境工艺的总结具有较广泛的适应性，非常规工艺的提出尤其为简化分子材料的筛选开辟了新的思路。 以下为具体的实验及结果概括： 1、从分子设计角度进行有机整流分子的开发和筛选，通过器件整流性质的好坏考察具备不同吸电子能力的各种受体基团以及分子成膜辅助基团对于器件性能的影响。 分别选取了D-π-A型分子——以苯基哌嗪为骨架PPSC系列分子4种、以苯基叔胺基为基础的Lv系列5种，和只有受体基团和共轭基团的短分子——以苯并咪唑为基体的BM系列分子3种进行实验，发现： A、对于PPSC系列分子，以硝基为受体基团PPSC3和PPSC4比以三氰基乙烯基为受体的PPSCl和PPSC2表现出更好的整流性质。以针尖吸附工艺制备PPSC4的器件，得到一万以上的稳定整流比。以蒸镀工艺制备PPSC2的器件，得到20倍左右的整流性质。 B、在Lv系列分子的研究中，发现分子末端烷基链的长短对性能有影响，链长越长越不利于得到整流性质，所以，TCAE、TCAP和TCDE中，只有末端烷链较短的TCAE表现出了整流的性质，而另外两种都没有；而分子末端硫醇基团在成膜时结构位置稳定与否将直接影响材料的性能稳定性：具有双硫醇末端的MSPE因为可以“双脚站立”在基底表面而得到比“独脚”的MSPM稳定的性质，其整流比在一万倍以上。 C、形如BM系列的短分子，当具备保护性的末端基团，隔绝了蒸镀电极对于有机层的破坏，可以制得具有整流性质的器件。分子MBIS具备璜酸纳基团，在蒸镀时与蒸镀金属发生相互作用，阻止了金属往有机层内部的渗透，从而可以得到稳定的二十倍左右的整流。 2、结合现有实验条件，从器件制备的每一个步骤入手进行分析研究，致力于开发出简单、操作可行、重复性好的器件制备工艺。 结合了对底电极生长工艺、中间有机分子层生长、顶电极制备以及测量手段等四个方面的工艺考虑，得到四种分别适合不同条件的器件制备工艺。它们分别是： A、宏观型器件制作工艺为：采用玻片基底，蒸金底电极，24小时生长有机膜，并在成膜后72小时内蒸镀顶电极，测量时保证信号强度不超过电极材料可以承受的大小； B、完整的微观器件制备工艺为：以云母为基底，蒸金底电极，24小时生长有机膜，并在成膜后72小时内吸附生长纳米颗粒的顶电极，然后用STM进行测量； C、常规的进行分子材料性能测试最简单方便的工艺为：以云母为基底，蒸金底电极，24小时生长有机膜，并在成膜后72小时内用STM进行直接的测量； D、非常规的进行分子材料性能测试最简单、可靠、能重复的工艺为：STM针尖吸附分子整流材料，扫描石墨基底或是金膜基底。