超大规模集成电路的发展很快将使集成在单个硅片上电子元件的尺寸达到传统电路原理不再被遵从的极限尺寸。基于此，人们开始从如何把器件做小，转为考虑直接采用更小的组成单元—分子和原子来构造未来的集成电路。其中，分子开关是分子器件中最简单和最重要的基本元件，因此，研究具有电学“开”、“关”双稳态特性(电导相变)的有机分子是分子电子学中一个重要内容。本论文的目标就是研究有机分子由外电压控制的电导相变特性并利用这种电开关响应进行一些基于扫描探针显微镜(SPM)技术的超高密度信息存储的基础工作。在具体工作中，我们制备了三种有机分子的薄膜，研究了薄膜的导电特性、电导相变机理、用于超高密度信息存储的可能性。主要内容分为以下几部分： (1)利用低温扫描隧道显微镜(LT-STM)观察到了单个Rotaxanes分子结构相变带来的电导相变，证明Rotaxanes分子电导相变的起因是分子构型的可逆改变。Rotaxanes分子是在分子电子学研究里倍受关注的一类有机分子，由这类分子组装的分子开关电路曾被Science杂志评为2001年的十大科技进展，但随后Rotaxanes分子薄膜电开关特性受到了一些质疑，争论的焦点在固体状态下，Rotaxanes分子能否产生电开关响应。我们的实验结果是国际上首次对固体状态的Rotaxanes分子电导相变的直接证明，澄清了对Rotaxanes在固体薄膜中电学双稳态的一些疑问。 (2)用LB膜的方法制备了超分子RotaxanesH2和RotaxanesH1的薄膜，在两种薄膜中都得到了可逆、稳定的电导相变特性。两端测量法得出，一定的开启电压可以控制薄膜发生电导相变并表现出记忆效应，电导相变的时间约60ns，导电率的开关比约100。结合对比实验和Raman光谱分析得出薄膜中的电导相变与单个分子电导相变类似，都是来源于在外压诱导下分子发生的可逆结构改变。接触模式的导电原子力显微镜(AFM)实验直接观察到由AFM针尖施加电压脉冲诱导的薄膜中纳米尺寸区域的电导相变。利用这种由SPM针尖诱导的薄膜上纳米尺寸电导相变，用STM针尖在H2的薄膜上首次实现了重复地擦除和写入约3nm大小的信息点。同时，在放置在空气中两个月的RotaxanesH1分子薄膜上，用STM探针重复记录了约4nm大小的信息点。这两项实验结果都是这是超高密度信息存储迈向实用化的进步。 (3)合成了一类聚酰亚胺(PI)并利用LB膜的方法在高定向裂解石墨(HOPG)和Au(111)基底上制备了PI单分子层薄膜。利用STM扫描和施加电压脉冲，在PI单层膜/Au基底上发现由外加电压脉冲诱导的重复，可逆，动念的电导相变。电压脉冲可以在薄膜上诱导产生高导电态，这一高导电态在STM扫描下又会自动恢复初始低的导电态，高导电态存在的时间约为几分钟。但在PI单层膜/HOPG样品中却没有这种电导相变。这种奇特的电导相变非常有趣。目前简单推测其机理可能来源于电压脉冲作用下PI分子对电荷的捕获以及在外加电压脉冲消失时电荷的耗散，这涉及到分子电子学里倍受关注的一类功能分子，即具有氧化-还原特性的有机分子对外加电场的响应。我们现在正在进行一些理论计算，希望对其起因得到一个清晰的了解。 另外，本文还发现了体相不具备光致发光特性的氧化钨材料纳米晶的很强光致发光现象。通过热蒸发的方法，得到了两种氧化钨纳米晶薄膜。利用X射线衍射(XRD)，扫描，透射电子显微镜(SEM，TEM)，X射线光电子能谱(XPS)，我们得到了薄膜的形貌和组成。薄膜的光致发光(PL)实验显示了室温下很强的荧光现象。由于WO3是间接能隙半导体，在室温下发光效率很低，我们的实验结果表明了量子尺寸限域效应导致的发光效率提高，有助于人们了解量子尺寸限域效应对间接能隙半导体能带结构及发光过程的影响。