近几十年来,超薄的氧化物薄膜以不同于其块体和厚膜的特性,拥有着许多令人意想不到的物理与化学性质,从而在高介电材料、太阳能电池、有机发光二极管、多相催化和分子纳米技术等领域获得了广泛的研究。外延生长的薄膜中原子位置相对于衬底发生周期性变化,形成表面性质周期变化的纳米模板,导致表面势、表面偶极矩、表面功函数等电学性质发生相应的改变。这样的纳米模板可以调制分子或团簇的吸附位置和电子态。在本论文中,我们利用低温扫描隧道显微镜(LT-STM)研究了Pt(111)单晶表面上氧化亚铁(FeO)极性薄膜的生长,尤其是双层FeO的结构和电子学性质,及其做为纳米模板调控极性TiOPc分子选择吸附的特性；我们还研究了该分子在单层FeO纳米模板上形成的离散分子转子阵列,并结合理论计算解释了阵列中的分子转子呈现两种旋转速率的原因。论文的主要内容如下：(1)通过对Pt(111)表面上沉积的Fe层进行高温氧化(900K),得到了规整的FeO薄膜,我们首先研究了双层FeO薄膜的结构。根据双层FeO薄膜的原子分辨STM图像,我们提出了双层FeO薄膜超结构对应的原子结构模型,在第二个FeO双原子层结构中,铁和氧的化学原子数不再是严格的1：1化学配比。由于两个FeO双原子层之间的原子堆积关系的不同,导致双层FeO总偶极矩在表面存在周期性变化,从而调制极性TiOPc分子的吸附位置与取向。这种模板的调制特性将有助于在纳米尺度构筑分子器件,具有非常重要的应用潜力。(2)我们还发现随着FeO薄膜厚度的增加,体系的表面功函数会连续地减小。通过对该薄膜原子堆积结构和电负性的分析,我们解释了的功函数减小的原因。双层FeO薄膜在正、负偏压下的STM图像差异显著,并且扫描隧道显微谱(STS)反映出随着功函数的减小,双层FeO薄膜载流子注入势垒发生显著的变化,致使体系电导率与电流方向直接相关,具有明显的二极管整流效应——电子注入势垒减小,空穴注入势垒增大。我们利用隧道结能级示意图定性分析了载流子注入势垒变化的原因。(3)低温扫描隧道显微镜结果还显示TiOPc分子倾向吸附在单层FeO薄膜的FCC区域,进而形成规则排列的分子转子阵列。沉积在FeO表面的TiOPc存在氧原子朝向FeO平面和真空两种相反取向的吸附构型。正是由于在吸附构型上的差异,分子与衬底的相互作用就会有所区别,导致分子旋转势垒的不同,这两种分子构型的分子也就表现为不同的旋转速度的分子转子。最后,我们结合DFT计算探究了这两种分子转子的很多基本特性,确定了这两种旋转速率的分子转子对应的实际几何吸附构型,并具体解释了产生旋转速率差异的机制。