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研究分子导线通常需要回答两个基本问题：首先是分子结构与电子传输性能间的关系，其次是如何调控分子导线的导电行为。作为最典型的分子导线之一，齐聚苯乙炔的分子结构相对简单，且具有合成方法和电学性质的多样性，因此经常作为分子导线的模型化合物。本论文以研究苯乙炔类分子导线的结构与电性能关系为中心，首先建立在纳米尺度上分子导线电性能的分析方法，随后从分子结构和电性能关系探讨分子导线的导电机理，最后通过能级调控来调节分子导线电导率。主要成果总结如下：
1、苯乙炔类分子导线电子传输性能的长度依赖性
通过导电原子力显微镜研究了七种苯乙炔类分子导线的电学性能，发现分子导线的电导率随分子长度的增加而呈指数衰减，长度衰减系数p值为0.21±0.01 A-1。因此其相应的导电机理为超交换机理，符合Simmons方程。量子化学计算表明最高占据轨道为导电通道，分子导线的导电机理属于空穴隧穿导电。
2、端基对接触电阻和长度衰减系数β的影响
设计合成了氨基、吡啶、氰基、重氮盐、乙炔封端的苯乙炔分子导线，通过研究其电学性能与端基的关系，得到如下结果：
1)氨基封端的苯乙炔分子导线可利用氨基—金电极的作用，通过扫描隧道显微镜—机械拉断法(STM-Break Junction)给出分子导线的导电行为，最终通过统计分析得到单分子导电率。由于巯基在空气中不稳定，而氨基比较稳定，氨基作为连接基团是巯基的一种替代选择，尤其对于单分子电导测量，氨基是一种理想的端基。
2)分子导线的长度衰减系数β主要由苯乙炔主链结构决定，端基对长度衰减系数β影响较小。
3)金属一端基的接触电阻与端基种类密切相关。
3、金属在电子传输中的作用
采用STM Apparent Height和STM-BreakJunction这两种单分子性能分析方法，获得了含钌苯乙炔分子导线的长度衰减系数β和单分子电导。与苯乙炔分子导线相比，含钌苯乙炔分子导线的长度衰减系数β要小0.1A-1，低的长度衰减系数β表明这类分子导线的长度依赖性较低，十分有利于长程电子传递。同时，金属的引入使得导电机理变为共振隧穿，这条线索是调控分子导线电导率的基本思路。
4、高电导分子导线的结构设计
采用了分子结构设计和自组装两种不同的方法调控分子导线电导率。在分子结构设计中，将二茂铁通过Schiff碱引入到苯乙炔主链，显著提高了单分子电导率。通过量子化学计算发现二茂铁的引入使得最高占据轨道接近金的费米能级，势垒为0.14eV，导电机理为共振隧穿。同时，通过银离子的定量吸附构筑了多层结构，长度衰减系数β降低到0.02A-1，而普通的苯乙炔类分子导线的β值为0.21±0.01 A-1。