冷分子作为一门新兴的学科,主要研究中性分子冷却、囚禁与量子操控及其应用,有很多吸引人的地方。它起源于分子束实验,随着科学技术的发展,又与电学,磁学,光学和量子力学息息相关,因此冷分子学科可以说是一个综合性的交叉学科。其应用前景也相当广泛,例如基本物理常数的精密测量,分子光学,冷分子光谱,冷分子光钟,冷分子芯片,冷分子化学,以及以冷分子为载体的量子计算等。本文致力于采用静电Stark减速技术产生低速冷分子,以及利用电场实现冷分子的操控,例如静电导引和囚禁的理论与实验研究。首先,我们提出了一种基于单根载荷导线可控的高效的冷分子静电导引方案,并进行了相应的理论与实验研究。研究发现：我们可简单地通过改变导引电压的大小来控制导引中心的位置和相对分子数目。而当U1=17.3kV, U2=20kV时,我们的导引方案可以有效地导引处于|JK=|11>态和（|JK>=|22>态）的超声ND3分子束,导引效率高达50%。随着导引电压的增大,导引分子在2D位置空间的接受区域（acceptance）缓慢地减小,而在2D速度空间的接受区域快速地增大。另外,与我们之前的两根导引方案相比较,该导引方案不仅可以通过调节导引电压来控制导引中心的位置,对真空腔的实验操作带来了方便,而且当导引电压Uwire大于10.4kV时,导引效率也要高于两根导线的方案。接着,我们搭建了实验室第二套静电Stark减速系统,第二代减速器在结构上做了一些改进,在绝缘陶瓷部分,增加了爬电距离,使电极能加更高的电压；而脉冲阀部分则是加上了液氮预冷装置,使得分子束的初始速度得以降低；另外第二代减速器共有180个减速级,比第一代减速器多了80级,使得减速器的可操控性更高,并且可以减速电偶极矩更小的新分子。实验上,我们采用了ND3分子对减速器的性能做了测试,我们在电极上仅加了±6kV较低的电压,采用同步相位角45。就能得到速度为71m/s的减速波包,当加上±12kV较高的电压和同步相位角29。时,则能将分子束从340m/s降低到50m/s。。我们还提出了一种利用两个半球电极构成的分子静电阱方案,并选择ND3分子对其装载过程进行了Monte Carlo模拟,可以达到90%以上的装载效率。我们利用该静电阱,理论研究了ND3分子的绝热冷却,结果表明两个方向的温度Tx （y）和Tz从8.8mK和7.7mK分别降低到了3.0mK和1.9mK。然后,我们在理论上研究了利用第二代静电Stark减速系统减速D20分子的可行性。在模拟中,我们选择了Stark势相对较大的|1,1,1>弱场搜寻态,结果发现,在减速电压为20kV,初始分子束速度为300m/s,同步相位角为55。时,可以将D2O减速至71m/s。为了验证D20分子静电囚禁的可能性,我们通过冷却脉冲阀将分子束初始速度降低至300m/s,并选择减速电压为18kV,再次进行了模拟,当取同步相位角64.6。时,可以得到中心速度为10m/s的D20分子波包。随后,我们对D20分子静电囚禁的装载过程进行了模拟,结果发现当装载速度为3.5m/s,装载时间为4.5毫秒时,可以得到40%的装载效率。最后,我们提出了一种分子芯片,可以形成单阱、一维晶格以及两维静电晶格,用来囚禁处于弱场搜寻态的冷分子。理论计算了电场分布,并讨论了芯片的电场分布与芯片的几何尺寸以及所加电压的关系,并且通过Monte Carlo模拟对不同初始速度的入射分子束进行了动力学模拟,得到了最优的切换电场时间,从而得到高的装载效率。对于初始速度vz=15m/s,我们得到整个两维晶格的装载效率为17.7%。我们还考虑了静电晶格边缘效率的补偿。另外,我们提出了一个更加开放的晶格结构,并且得到了9.2%的装载效率以及更高的阱中心位置。