当“自下而上”途径组装器件的理念被提出后，美国科学家费曼继而提出小尺度上的操作和控制物质材料，这两个理念引导下产生的分子电子学成为备受人们关注的交叉性学科。过去的六十年里，分子电子学获得了飞速的发展，尤其是世纪之交的十年可谓是“分子电子学的黄金十年”，科学家们接连得到单原子、单分子尺度上的物理化学性质并付诸应用。然而，分子电子学研究的基本结构单元仍是金属/分子/金属结，而其构筑方法的不稳定性和表征手段不重现及单一性仍然是分子结的构筑和表征研究中面临的主要困境。　　本论文工作以构筑稳定分子结为目标，结合机械可控裂结法(MCBJ，Mechanically Controllable Break Junction)的原理，设计并搭建一套能够用于研究工作的可靠设备，在深入分析该方法的力学原理和结构特点基础上，结合微纳加工技术，采用电子束曝光技术制备合适的实验芯片。基于实验结果，回溯MCBJ实验的材料力学原理，获得基本力学参数的公式，并提出特殊的弯曲梁模型。同时，从发展表征手段出发，参与设计并搭建一套可以同步表征分子结电学性质和谱学性质的大型测量系统。本论文工作的主要研究内容和成果如下:　　1、设计和发展一套利用微纳加工技术制备具有悬空结构纳米电极微芯片的方法。通过光学曝光技术制作宏观金属结构以及微米级金属电极对间隔，联用电子束曝光技术，在微米级金属电极对间隔上套刻制作纳米金属电极，并利用聚酰亚胺(PI)牺牲层和反应离子刻蚀工艺，使纳米电极形成悬空的应力集中结构。　　2、为弥补硅基底弹性形变范围有限且容易破裂的缺点，成功引入金属柔性基底磷青铜(Phosphorus Bronze)和弹簧钢(Spring Steel)到制备工艺中，其中涉及金属基底的表面平整、抛光以及绝缘等方法和技术。制得能够宽范围弹性形变且不易碎裂的MCBJ芯片，所能调控的纳米间隔也极大增大，由此可满足较大尺寸分子的测量需要。　　3、基于本课题组的MCBJ设备，结合芯片制作工艺的改进，设计并改进MCBJ装置。在完成常温、常压下MCBJ装置的搭建工作后，参与超高真空低温机械可控裂结-表面增强拉曼光谱（UHV-LT-MCBJ-SERS）系统的设计搭建工作，验证系统超高真空的获得，设计并搭建环境温度控制模块，实现液氮温度到室温的均匀、稳定控制。　　4、深入分析机械可控裂结法中的材料力学原理，从设计思路上确立制作应力集中结构的必要性，结合自主搭建的MCBJ装置构造和微芯片上纳米电极的精细结构，建立更符合实际的衰减系数理论计算模型，推导出MCBJ方法中各个重要的材料力学参数，并推导得到衰减系数的理论计算公式为R=12tU/L2。