纳米电子学是纳米科技的重要科学基础，将成为21世纪信息时代的科学核心。纳米电子学的重要研究内容包括纳米结构的加工制造技术和具有量子效应的电子器件的设计与开发。随着器件尺寸的减小，纳米电子器件将会出现一些具有特征的基本现象，如电导量子化、库仑阻塞、负微分电阻、整流效应、开关效应、量子相干效应等。纳米电子器件在结构上有一个共同的特点，即它们都有一个尺寸在5～100nm之间的由半导体或金属纳米材料组成的“岛”，岛被势垒所包围，以阻止电子的进出。纳米电子器件的制造通常被描述为遵循两条路径：自上而下(top-down)和自下而上(bottom-up)。前者主要依赖于传统的半导体微/纳机械加工技术(MEMS/NEMS)，将受到工艺精度和工作原理方面物理极限的制约；后者是借助于自组装、化学、生物等多种技术，是目前纳米科技领域中的一个新的研究热点，充满挑战和机遇。 本文主要围绕纳米电子器件结构的设计和制造问题，借助于电化学技术，采取“自下而上”的路径，探索和发展在电极纳米间隔中构筑金属-半导体-金属异质结纳米电子器件结构的方法，研究和测量其特有的量子效应、单电子效应和开关效应等电学性能。主要研究结果如下： 1.电解质溶液的化学组成对Au电沉积层的表面形貌具有重要影响，镀层质量按下列顺序逐步得到改善：含氰镀液、中性硫代硫酸盐/亚硫酸盐镀液、酸性硫代硫酸盐/亚硫酸盐镀液。通过改变沉积液的组成，使镀层由晶体结构改变为无定型结构，镀层中颗粒明显变小，表面粗糙度显著降低。 2.利用电迁移法可以制备金属纳米间隔和具有不同电导值的Au纳米线；测量到Au纳米线的电导量子化现象及其I-V非线性行为。利用电化学方法在室温下和在水溶液中制备了能较好地符合化学计量比的二元化合物半导体材料。 3.构筑了双势垒包围化合物半导体“岛”的纳米电子器件结构，并在室温下测量到特征的单电子现象。PbSe是一种窄禁带半导体材料(Eg=0.29eV)，制备的Au-PbSe-Au纳米结构表现出共振隧穿器件的负微分电阻行为；而利用宽禁带半导体材料如ZnO、CdSe构筑的类似结构，则未测量到负阻效应。对于制备的Au-CdSe(CdS)量子点-Au结构，其I-V曲线表现出库仑阻塞现象。这些对于进一步研究和发展电化学技术在纳米电子器件构筑中的作用，有一定的参考价值。纳米器件的单电子性质对器件的结构非常敏感，目前我们还不能有效地控制所制备的纳米器件结构的尺寸，因而量子效应测量的成功率和重现性还很低，在这方面尚需进一步验证和探索。 4.“自下而上”地构筑了Au/Ag/Ag2S-Au固体电化学纳米开关，并确定了较适宜的开关工作条件。小于1nm的Ag2S-Au间隔是Ag2S开关器件的关键结构，以保证电子的量子隧穿和间隔中Ag凸起的生长与收缩。测量表明，Ag2S开关转换具有较好的可逆性和稳定性，开关转换电流相差三个数量级以上。