郭雪峰課題組圍繞分子器件的接觸界面基礎科學問題，緻力于發展制備穩定納米/分子晶體管的普适性方法，研究異質界面誘導的新奇物理化學現象，通過設計實現對器件性能的調控，是世界上能開展單分子本征輸運物性研究為數不多的幾個課題組之一。最近，他們在基于石墨烯電極的第二代單分子器件的制備及界面調控研究中取得系列進展。
該課題組首先通過四年努力，發展了第二代的基于石墨烯納米電極的單分子器件研究平台（
Angew. Chem. Int. Ed.
2012
, 51, 12228）。該平台利用自上而下的微納加工技術制備出間隙小于10nm的石墨烯點電極陣列，然後利用自下而上的自組裝技術将單個分子通過酰胺共價鍵嫁接到納米電極之間，從而實現了高成功率、穩定的單分子器件制備。在進一步工作中，他們将功能單分子應用到該體系，成功制備了對光、PH或化學環境有響應的單分子開關（Angew. Chem. Int. Ed.
2013
, 52, 3906），證實了該方法的普适性、可靠性和重現性。該器件平台的主要發展者是曹陽博士，她畢業後已赴英國曼徹斯特大學2010年諾貝爾物理學獎獲得者Andre Geim課題組從事博士後研究。
電極與分子的接觸界面問題一直是分子電子器件研究的核心科學問題之一，也是該領域的難點和熱點。針對這一科學問題，他們應《
Chemical Society Reviews
》邀請撰寫了指導性綜述（Chem. Soc. Rev.
2013
, 42, 5642。封面文章），詳細讨論了如何形成電極與分子間的不同接觸界面和如何控制它們之間的耦合程度，從而實現對分子本征性能調控的策略；應《Advanced Materials
》邀請撰寫了如何利用電極與分子的可靠接觸界面發展在單分子檢測方面的潛在應用的評論性綜述（Adv. Mater.
2013
,25
, 3397。封面文章）。基于這些思路，最近該課題組利用已發展起來的單分子研究平台将系列二芳烯衍生物應用到單分子器件，通過分子工程設計進行結構改性的手段達到了對分子和石墨烯電極的界面電子結構的調控，從而成功地實現了單分子光開關效應，并結合理論模拟揭示了内在的光誘導電導和量子傳輸機制的變化規律。該項工作近期發表于Angew. Chem. Int. Ed.
（DOI: 10.1002/anie.201304301），被Angew. Chem.
編委選為“hot paper”，也被Nature
以“Single-Molecule Electric Switch”為題作為亮點工作報道（Nature
2013
, 499, 129。http://www.nature.com/nature/journal/v499/n7457/full/499129c.html）。該項工作的共同第一作者分别是博士研究生賈傳成同學和王進瑩同學。利用相同的界面調控思路，他們還将單層雙穩的環軸烴分子同石墨烯電極結合，成功實現了單層分子界面調控的邏輯智能場效應晶體管（Adv. Mater.
2013,DOI: 10.1002/adma. 201302393）。
這些工作的合作者包括劉忠範院士（beat365）、劉志榮教授（beat365）、J. Fraser Stoddart教授（Northwestern University）等，并得到了科技部、國家自然科學基金委和教育部基金的資助
