21世纪是经济信息化、信息数字化的高科技时代，信息量的爆炸式增长对信息存储的发展提出了越来越高的要求。超高密度信息存储材料和技术的研究不仅具有重要的科学价值，而且具有重大的应用前景。本论文从分子设计和组装改善有机信息存储材料的成膜性质和薄膜质量出发，利用STM对几类有机分子的超高密度信息存储特性进行了探索。 1.设计制备了可以通过分子间氢键和π-π等相互作用形成晶体的的超分子体系Taddol·Coumarin(TC)，系统研究了TC的薄膜生长特性，成功地在高定向裂解石墨(HOPG)的表面制备出分子规整排列的晶态薄膜；通过在扫描隧道显微镜(STM)针尖和HOPG衬底之间施加电压脉冲的方法，在TC薄膜上实现纳米尺寸信息点的写入，信息点的大小可以达到分子尺度，信息点间距可达1.0纳米，对应信息存储密度＞1013bits/cm2。并用FT-IR、DSC以及EDP等分析手段对信息点产生的机理进行了分析。研究表明：分子间氢键的断裂是信息点形成的主要原因。这一研究结果为用于高密度信息存储的新型功能薄膜的设计和制备提供了新的思路和途径。 2.在研究过程中还发现，在超分子体系和高真空下，香豆素晶体复合物可以发生“反”Woodward-Hoffmann规则的[2+2]热环加成反应。进一步研究发现是分子间氢键和高真空的协同作用导致了不同于Woodward-Hoffmann规则的反应途径，使反应得以发生。该结果不仅提供了一种通过分子间弱相互作用的调控，将“禁阻(forbidden)”反应变为“允许(allowed)”反应的“活化”有机分子的新方法，对于理解生物体系的高效、高选择性的反应以及控制在高真空下的分子器件制备过程也具有重要意义。 3.设计了具有推拉电子基团的共轭分子CDHAB，通过TEM及选区电子衍射以及AFM、STM等手段研究了其在石墨表面的组装特点。研究表明：CDHAB分子可以通过分子与基底、分子间氢键等相互作用在石墨表面组装成有序的薄膜。我们通过在STM针尖和HOPG衬底之间施加电压脉冲的方法在CDHAB薄膜上实现纳米尺寸信息点的写入，信息点直径达1.8nm。进一步研究表明，在较低电压情况下，信息存储区域是低阻态，而非存储区域是高阻态，并且当电压达到一定阈值时可以发生由高阻态向低阻态的转变。推测分子间的电荷转移是信息点形成的原因。 4.通过共价键将具有强电子给体和受体的偶氮苯分子组装到硅片表面，利用紫外光和可见光轮流照射调节了硅片表面偶氮苯分子的顺反异构的转换。研究表明，不同偶氮苯分子构型条件下的硅表面具有不同的导电特性。这样，基于偶氮苯分子的构型顺反异构转换可以实现硅表面的导电性调控。这样的功能化表面在纳米电子学和分子电子学中具有非常重要的潜在应用。