自组装单分子膜（Self-assembled monolayers,SAMs）技术经过20多年的研究,在基础理论和应用上取得了突飞猛进的发展。目前的分析手段包括电化学分析、显微镜分析、谱学分析和其它分析技术。利用这些技术已成功运用于SAMs膜结构和性能表征,但它们中的多数应用起来对条件要求苛刻,要么需要真空条件,要么缺乏分子结构特征的信息。而红外光谱和拉曼光谱可以获得丰富的分子结构信息,但是由于灵敏度有限,尚未在二维尺度研究SAMs。随着偏振红外反射红外光谱（PIRRAS）和表面增强拉曼光谱的出现（SERS）,分辨率和仪器灵敏度大大提高,可以获得丰富的自组装单分子层的结构信息,在表面分析方面显示了诱人的应用前景。本论文一方面利用PIRRAS技术分析光滑金属表面分子的结构信息;另一方面利用SERS获得了与生命密切相关的物质如6-巯基嘌呤、孔雀石绿和L-组氨酸在有纳米级粗糙度基底的SERS光谱,具体内容包括:（1）利用变角偏振红外反射吸收光谱研究了6-巯基嘌呤自组装单分子膜在光滑Ag表面吸附模式和结构取向。结合实验数据和DFT算法计算得到的振动量理论值对6MP谱峰进行归属,结果表明6MP分子通过S,N7或N1原子以一定的倾斜角吸附在光滑银表面。利用L=d/cosθ校正入射角影响后,谱峰强度在35°-40°达到最大吸收而不是在80°。进一步的分析结果表明6MP分子有序平行地排列在Ag表面,并且6MP环平面与Ag表面成35°-40°的二面角。（2）SERS是研究粗糙金属表面自组装单分子层的有利手段。利用Raman mapping和SERS技术联用,进行原位光谱电化学实验。结合B1LYP/6-31G方法进行振动量化计算,在分子水平研究了金电极表面上2MP单分子层膜的构效关系。分析结果表明,在酸性条件下2MP分子通过S,N1和N3原子吸附到金表面,而在碱性条件下,2MP是以S和N1原子吸附到金表面,嘌呤环是倾斜在金表面的。酸性介质和碱性介质下Au/2MP单分子层的脱附电位分别是-1.6V和-1.4V。（3）通过自组装技术,粒径大小约为50nm的纳米金吸附到有聚乙烯吡咯烷酮修饰的玻片上,制备得到牢固的SERS活性基底。该基底制备简单。以孔雀石绿这一禁用兽药为探针分子,观察了基底表面的SERS信号分布,计算得到各点信号的相对标准偏差低于10%。基底在水溶液中浸泡48h后,仍能保持较好的稳定性和高的SERS活性。孔雀石绿分子在该基底上存在较强的吸附作用,1×10^-8 mol·L^-1的孔雀石绿即可产生1000cps的SERS信号,最低检测限可达5×10^-9 mol·L^-1。（4）氨基酸是蛋白质分子的基本单位,与生物的生命活动密切相关。我们利用SERS技术分析L-组氨酸这一人体必须氨基酸在金属Ag表面的吸附过程。用B1LYP/ 6-31G计算了L-组氨酸振动理论值,并对SERS光谱进行了归属。分析结果表面L-组氨酸经过10.5h的完成自组装过程。结构中的N和O原子都靠近银表面。