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在过去的半个世纪里,分子电子学的研究取得了突飞猛进的进展,尤其是以研究单分子电学性质为主要内容的研究成为重要的前沿领域。在这些研究中,通过构筑金属-分子-金属纳米结来进行单分子电学性质测试成为当今一个十分重要的基础研究内容。本论文中,我们通过扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope)分子断裂结(break-junction)与理论模拟技术相结合,研究了一系列含有噻吩基团并具有不同电子给体-电子受体-电子给体(D-A-D)结构的的单分子电导性质,并且对其中分子的可见光电响应进行了探索,主要研究内容和取得成果如下：1.我们设计并合成了一系列噻吩-芴-噻吩为骨架的分子,并对其分子电导与光电响应进行了测量。对这一系列分子的分子电导测试发现,在分子链接基团固定(噻吩基)和分子长度一致的情况下,单分子电导主要由芴上面9位取代基的吸电子能力决定。在分子设计中,我们选择了4个取代基团,分别是氢,二甲基,氧和烯丙二氰基(对应的分子分别为T-F-T。T-DMF-T、T-FO-T、T-FCN-T).在黑暗条件下通过测试单分子的I-S曲线,做出相应统计图,这一系列单分子电导顺序为T-FCN-T> T-DMF-T> T-FO-T> T-F-T。对其中的T-FO-T和T-DMF-T分子行了黑暗条件和可见光条件下的分子电导的对比,发现T-FO-T在光照条件下单分子电导比黑暗条件下的单分子电导显著提升了70%左右,也就是说分子对光具有很好的响应,光照促进了分子内电子转移。与之相对比的是,T-F-T和T-DMF-T分子没有显示出显著的光响应。2.采用理论模拟技术,对通过对T-F-T系列分子的电导性质进行了理论研究。从分子能级分析和分子电导透射谱的计算对其分子结构与电导的关系进行了分析。理论模拟结果表明,在理想条件下,分子电导性质大小顺序为T-FCN-T> T-FO-T> T-DMF-T> T-F-T,这个结果和实验中的得到的结果有所不同。3.我们对含有多个不同末端基团的具有TTF和DPP骨架的对称分子进行了单分子电导研究。研究发现含有四个氰基的分子4-CN TTF可以形成稳定的分子结。对末端基团作为邻位和间位取代的吡啶的TTF分子进行了研究,发现邻位氮原子的吡啶基团不能形成分子结,而间位氮原子的吡啶基团可以很好地组装到电极上,并形成可测量的金属-分子-金属分子结。同时,具有噻吩末端基团DPP分子可以形成稳定的分子结。