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目前器件的研究趋势之一就是器件的微小化，微小化的极限是单分子/原子器件。然而分子器件的研究存在巨大挑战，特别是在分子尺度上电极与分子间存在的接触界面基本科学问题。针对这一挑战性问题，一方面在宏观尺度上，我们采用sp2 碳纳米材料作为电极，降低了电极与有机半导体材料之间的肖特基势垒，整体上提高了器件的性能，系统地开展了碳基纳米电极在外界刺激响应的有机纳米场效应晶体管方面的应用基础研究；在另一方面，在分子尺度上，我们发展建立了利用碳基纳米电极制备化学键键合的分子电子器件的普适性方法，大大提高了器件的稳定性和重现性，逐步探索了从分子纳米结构(准一维单根纳米柱和二维单分子膜等)到生物大分子(人工DNA 分子和蛋白质等)的本征输运性质和其对外界刺激(如光、质子、离子和小分子等)的响应规律，系统开展了其在单分子生物传感和功能光电子器件等方面的应用基础研究，取得了系列研究成果。是世界上能开展单分子本征输运物性研究为数不多的几个课题组之一，为深入开展单分子检测和分子诊断等方面的研究打下了方法学的基础。