有机光功能材料具有独特的光化学光物理性质，在现代光刻技术、生物荧光传感和光限幅器件等领域有广泛的应用。设计、合成新型的光功能分子并对其性质进行研究是现代光化学一个重要的发展方向。　　极紫外光刻(EUVL)是下一代最有前景的光刻技术，其所用的关键材料光刻胶的研发也非常重要。基于有机小分子的分子玻璃光刻胶(MGs)有确定的分子结构、分子量，单分散，各向同性。将光致产酸剂键合到分子玻璃上可以克服多组分造成的相分离以及酸分布不均等问题，可以作为一个很好的极紫外光刻胶分子设计方案。　　紫外光刻(UVL)是工业和科研上制备亚微米结构应用最为广泛的光刻技术之一。化学放大胶(CAR)具有灵敏度高和分辨率好等优点，但是很少有应用于紫外光刻，主要是因为CAR中响应紫外波段的光致产酸剂比较少。研发紫外波段的光致产酸剂，与分子玻璃光刻胶组合使用应用于紫外光刻是一个很好的尝试。进一步将这种化学放大紫外光刻胶应用于紫外近场光刻，有可能开发出超越光学衍射极限的高分辨率紫外光刻体系，有利于绕开国外的技术壁垒。　　半胱氨酸(Cys)和高半胱氨酸(Hcy)是生物体内仅有的含巯基氨基酸，谷胱甘肽(GSH)是生物体内含量很多的小分子硫醇。他们和很多重要的生理过程息息相关，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。包覆了三芳基硼类巯基探针的纳米水凝胶，具有很好的荧光响应、选择性和光稳定性，可以有效进入细胞体内动态监测Cys/Hcy。　　酞菁类衍生物具有很好的非线性光学性质，优异的光限幅特性，利用溶胶凝胶法，将酞菁类化合物掺杂于玻璃基质中，可制作光限幅器件。　　本论文基于新型有机光功能材料的分子设计、复合性能，研究了其在现代光刻技术、生物荧光传感和光限幅器件等方面的应用。　　第一部分 分子玻璃光刻胶和光致产酸剂的设计、合成及光刻研究　　1.通过合理的分子设计将锍鎓盐基团键合到分子玻璃上，合成了TABPA-S，并研究了其溶解性、热稳定性、成膜性等，结果表明TAB PA-S适合作为极紫外光刻胶，得到了满意的TABPA-S稳定的涂膜工艺条件。通过上海同步辐射光源极紫外光刻平台、2g140nm的光栅证明了TABPA-S具备作为光刻胶的能力。详细考察了曝光剂量范围、光刻胶组成配方（添加主体材料、产酸剂和防酸扩散剂）、后烘工艺、显影工艺对TABPA-S的光刻性能的影响。在曝光剂量为23.68-94.72mJ/cm2范围可以得到75.4nm-29.7nm的临界尺寸，LER小于3nm，Esize为23.68mJ/cm2，并且具有陡直度大于80°的剖面结构，高宽比约1∶1。并评估了TABPA-S极紫外曝光时的产气性能。　　2.通过在锍鎓盐上引入葸基团，设计合成了ACBE-S、APM-S两种紫外光致产酸剂。详细研究了ACBE-S的光谱性质和光解机理，并将其应用于I线激光干涉光刻、紫外曝光机光刻及紫外近场光刻，分别得到93.3-37.8nm、亚微米级、28nm的分辨率。设计合成了TMTHSI-4Boc正性和TATp-4Ep负性两种紫外光刻胶，并将其应用于紫外曝光机光刻。　　第二部分 有机复合材料在荧光识别和光限幅器件中的应用　　1.制备了一种新型的纳米水凝胶包覆三芳基硼类荧光探针的复合体系HTBNM/PU，可选择性识别生物硫醇Cys/Hcy，而不识别GSH。证明了其荧光识别机理及选择性识别Cys/Hcy的机理。将HTBNM/PU分别应用于体外和NIH/3T3细胞体内选择性识别Cys/Hcy，HTBNM/PU可以选择性识别外源性和内源性的Cys/Hcy，有望实现动态定量监测Cys/Hcy的变化过程。　　2.研究了酞菁衍生物Pc1、Pc2、Pc3、Nc4掺杂于玻璃基质中的光限幅性质和光物理性质。这些掺杂了酞菁衍生物的玻璃材料具有很好的光限幅性能，可以实际应用于光限幅器件。