将功能性有机小分子共价于金属、半导体及石墨等导电基板表面已成为一种构筑新型表面和界面的新颖方法。这些自组装单分子层（self-assembled monolayers，SAMs）修饰的导电基板在生物和化学传感、电子设备、光开关、催化、防腐及表面亲疏水性调节方面有着潜在的用途。到目前为止，二茂铁以其优越氧化还原性能，在构筑功能性的SAMs中应用得极为广泛；偶氮苯也因其卓越的光化学性能，在构筑光响应型的表面和界面方面有着潜在的用途。　　 在本论文中，我们将二茂铁和偶氮苯同时引入SAMs体系中，试图观察偶氮苯的光化学行为及其对二茂铁氧化还原行为的影响。为此，我们在第二章中设计并合成了一种新颖的、非共轭型的二茂铁基偶氮苯分子（FcAzCOOH），并通过TCL、1H NMR、FT-IR、元素分析确定了此化合物。　　 在第三章中，我们对FcAzCOOH分子的溶液光化学和电化学行为进行了系统的研究。由于在FcAzCOOH分子中，二茂铁和偶氮苯基团间相隔数个亚甲基，这样就使得偶氮苯基团具有共轭型二茂铁偶氮苯分子不可比拟的、相对独立的光化学行为。溶液电化学行为显示：FcAzCOOH分子中二茂铁基团的电化学响应具有溶剂依赖性能，在强极性溶剂DMF中表现为受扩散控制的可逆过程，而在中等极性或弱极性的THF溶剂中表现为受扩散控制的准可逆过程。进一步电化学动力学参数kf和a的测定表明：在THF溶液中，电极/溶液界面上的电子交换效率较低、电荷传输速率较慢。此外，通过对不同紫外光照时长下FcAzCOOH溶液的循环伏安行为研究发现：紫外光照不会对FcAzCOOH的溶液电化学行为产生明显的、可辨别的影响。　　 在第四章中，我们将FcAzCOOH分子共价于ITO电极表面，成功制备了FcAzo/ITO电极，并通过反射红外光谱（IR-RA）、AFM、接触角、UV-Vis和CV等手段进行了确认与表征。IR-RA显示SAM与电极表面间存在着共价键合作用；AFM显示形成的SAM较均匀；CV测量显示FcAzCOOH分子的表面覆盖度约为1．9×10-10 mol/c㎡（87 A2/分子）；UV-Vis吸收光谱的研究表明FcAzo/ITO电极具有可逆的光化学响应行为；更深入的IR-RA研究表明：UV光照将导致FcAzo/ITO电极上分子倾斜角的变大，这就进一步证实了形成的SAM层具有光响应性。　　 在研究偶氮苯的光致异构化行为对二茂铁电化学行为的影响中，我们观测到在0～+800 mV（vs． SCE）的电势窗口内，trans-FcAzo/ITO电极显示一对归属于二茂铁的氧化还原峰，且峰分离（AE）在紫外光照后从120 mV增加到220 mV，随后又在可见光照射下回复到140 mV。这表明紫外光照后，FcAzo/ITO电极的氧化还原可逆性变差。不同扫描速率下的CV研究表明：UV光照后，SAM中的二茂铁基团与ITO电极表面间的电荷转移速率减慢，这可能是由于SAM中偶氮苯基团的光致异构化，导致SAM层内孔隙减小、二茂铁和ITO电极表面间的阻挡层变得更为紧密所致。