烷基硫醇分子吸附在Au(111)面,很容易形成高度有序的二维自组装分子薄膜(SAMs)结构。其在研究分子器件,分子传感器领域具有很大潜力是分子表面结构研究领域的热点问题。为了对表面分子成键机理提供更为准确直接的信息,我们利用扫描隧道显微镜(STM)实现对分子原子分辨成像。更重要的是金属衬底作为自组装过程中的平台对形成的自组装薄膜分子提供了重要的环境,对分子的内界面结构和组装机制分析具有很大价值。但是到目前为止烷基硫醇分子体系内的一些基本问题还不是很清楚,例如不同链长的烷基硫醇分子在Au(111)面的相互转换,在表面形成非饱和吸附的条状相结构之间的联系,自组装结构中分子吸附位置等。本文的主要研究工作是通过运用Omicron超高真空变温扫描隧道显微镜对Au(111)面上所沉积二甲基二硫化物(CH3-S-S-CH3)(ADM)及二丙基二硫化物CH3-(CH2)2-S-Au-S-(CH2)2-CH3(ADP)进行烷基硫醇体系自组装薄膜表面结构分析,通过研究发现,利用扫描隧道显微镜探针可以实现对分子官能团的操控,构建表面单分子的顺式和反式构型,实现分子开关功能。在基底Au(111)面上通过气相法将甲烷-丙烷混合链长烷基硫醇分子沉积在Au(111)面,形成了混合链长分子薄膜。并运用扫描隧道显微镜表征低覆盖度下薄膜表面二维晶体结构。通过对分子表面结构的分析以及表面结构周期性测量,我们观测到了三种非饱和吸附的条状相结构,分别为P(9×(?))条状相以及两种不同结构的P(8.5×(?))条状相。通过对双硫醇分子表面分子排布周期性结构的研究,了解了饱和吸附相到条状相的变化过程。通过对所形成的三种不同覆盖度的条状相结构进行分析,研究了表面分子不同结构的热动力学变化过程。通过热脱附法,制备了单一的硫醇分子薄膜。在丙烷硫醇单分子层表面低温原位沉积C60分子。实验数据表明C60只有扩散到单分子层表面的缺陷后,才能插入到单分子层中与Au(111)表面直接相连。而室温条件下,C60分子可以在无序烷基硫醇分子薄膜上形成自组装岛状结构。这种岛状结构在自组装单分子层的限制下形成,它会沿一定的方向成核生长,形成一定的二维晶体结构。