由于在电学、光学和磁学等方面的独特性质，金属纳米颗粒在过去的二十年中吸引了学术界的广泛关注和研究，它不仅为研究纳米结构中新奇的物理现象提供了理想的模型系统，在电子和光电子器件等领域还存在巨大的应用潜力。由于与自然原子之间的相似性，纳米颗粒通常被称为“人造原子”，它可以像自然原子一样组装成一维、二维和三维的阵列，这种由纳米颗粒组装而成的材料被称为“人工材料”。而这种人工材料的性质不仅与单个纳米颗粒相关，还受到颗粒间的耦合作用的影响，这种颗粒间的相互作用使得“人工材料”展现出非常独特的性质。经过二十多年的发展，纳米颗粒的制备及组装技术相对成熟，这也为研究由其组成的阵列的性质及器件应用提供了必要的条件。　　在纳米颗粒组成的聚集体中，单电子充电能是最重要的能量标度之一。但是由于受到多个因素的影响，对它的研究显得比较复杂。虽然到目前为止许多科研工作者已经在这方面做了大量的工作和努力，关于纳米颗粒阵列中单电子充电能的一些基本问题依然存在着争议。例如纳米颗粒阵列中单电子充电能的估算，对于同一个系统，采用不同的方法和模型估算得到的结果之间就存在明显的差异;再比如单电子充电能与颗粒间距之间的关系，有的研究认为单电子充电能受到颗粒间距的影响，而有的研究则认为在颗粒尺寸小于1μm时，这种影响可以忽略不计。　　除此之外，目前尚没有比较系统地研究影响纳米颗粒阵列中单电子充电能的因素的工作，而这对于探究纳米颗粒阵列中电子输运过程及相关器件应用具有非常重要的意义。本文利用成熟的金纳米颗粒阵列制备及电学测量方法对纳米颗粒阵列中单电子充电能的调制方法进行系统的研究和分析。　　另一方面，多元纳米颗粒阵列所展现出来的特殊性质为纳米颗粒的研究提供了一个具有无限可能的研究方向，同时也丰富了纳米颗粒在相关器件方面的应用。为了研究二元纳米颗粒阵列中的电子输运特性，我们首先对它的制备过程进行了初步探索，这将是后续深入研究工作的基础。　　本论文的主要内容包括:　　1.单电子充电能的估算方法比较　　本文在4-300K范围内的不同温度点对金纳米颗粒阵列器件的电学特性进行了测量。通过实验结果对简单自电容模型、核-绝缘层-壳模型和低温区阈值电压估算法、高温区活化能估算法这四种估算纳米颗粒阵列中的单电子充电能的模型和方法进行了比较分析，发现高温区活化能估算法得到的结果更为合理。　　2.单电子充电能的调制方法研究　　本文对影响纳米颗粒阵列中单电子充电能的颗粒尺寸、颗粒间距、颗粒周围介电常数及颗粒最近邻数进行了系统的研究，发现阵列中单电子充电能与颗粒尺寸、颗粒周围介电常数和颗粒最近邻数呈负相关，与颗粒间距则呈正相关。所以可以通过改变颗粒尺寸、颗粒间距、包覆颗粒分子的类型及阵列层数对纳米颗粒阵列中的单电子充电能进行调节。　　3.二元金纳米颗粒阵列的制备　　本文研究了颗粒尺寸比例、颗粒数量比例、溶剂挥发速度和液面黏性阻力对二元金纳米颗粒阵列自组装过程的影响，发现其中颗粒尺寸比例对制备二元金纳米颗粒阵列其中至关重要的作用。