本论文是将具有原子尺度金属线的量子电导现象和金属隧道结的量子隧穿现象应用到电化学电极过程的研究中，通过分子吸附所引起的量子电导或量子隧穿电流的改变，探索了这两种新颖纳米结构在分子传感、电极界面电子传递及分子电子学等方面的应用，所取得的结果主要有：　　 (1)在电化学方法制备Au隧道结的实验过程中，发现直接腐蚀Au丝很难精细控制电化学过程而无法直接制得隧道结，一般只得到远大于隧道距离的电极对。在此基础上通过向溶液中加入氯金酸进一步电化学沉积/腐蚀成功解决了上面的问题，并在该过程中观察到了Au量子线的量子电导台阶(2e2/h)现象。但由于溶液中Au离子的自沉积作用造成所形成隧道结的不稳定性。针对这一问题，对实验过程进行了改进，用盐酸溶液代替氯金酸溶液采用定向电沉积的办法制备得到了溶液中稳定的Au隧道结。并对制得的隧道结进行了表征，隧道结的I-V曲线在低偏压下呈现出线性欧姆行为。　　 (2)对Au隧道结在分子传感方面的作用进行了探索性研究，实验中观察到Au隧道结与巯基丙酸(MPA)分子相互作用时产生明显的隧道电流的改变，隧道电流的改变速率与所加入的MPA溶液的浓度有关。笔者对该现象的机理进行了实验研究，提出隧道电流的改变主要是来自溶液中分子吸附所产生的电极尖端态密度的下降，并且通过实验进一步显示出隧道电流的改变与吸附分子的电子态结构有关，验证了Au隧道结对于不同分子的不同传感作用。该工作充分显示了用隧道结来直接、实时、高度灵敏的检测化学和生物分子的可能性。　　 (3)对水溶液环境下氨分子与银量子线的相互作用进行了系统的研究。当银量子线与一定浓度的氨水相互作用时，银量子线表现出电导阶梯状下降过程。探索了氨导致银量子线电导改变机理并提出一个模型来解释它。当向溶液中加入一定浓度的化学还原剂硼氢化钠或抗坏血酸时，银量子线表现出电导增加的过程。基于这些和文献报道的数据，提出在银量子线的表面可能存在部分的银离子，而这些银离子对上述这些变化起了关键的作用。通过对比，实验中也显示出原子尺度的金属电极所具有的不同于体相的独特性质。