表面分子自组装是自组装研究领域中的一个重要部分,而且在表面科学中是一个热门研究对象,在纳米器件、纳米材料、分子识别以及催化等方面有着潜在的应用价值。近年来,表面分子自组装的研究取得了丰硕的成果,但是由于分子自组装结构会受到多种因素的影响,要做到有效地调控自组装,还有很多问题等待探索和解决。在本论文的研究中,我们选取含有不同官能团的前驱体分子在金属表面上进行研究,通过使用扫描隧道显微镜为主要的研究工具并结合DFT理论计算,研究和表征了分子在金属表面上的吸附行为和结构控制。本论文的主要工作包括以下几个部分:1.癸基癸酰胺分子在Au(111)表面上自组装结构的研究。改变分子在表面上的覆盖度和分子的沉积速率会引起自组装结构的变化。癸基癸酰胺分子在Au(111)表面上可以形成四种不同的自组装结构,分子随覆盖度的变化会发生相转变,蒸发温度的变化会改变分子在表面上的沉积速率使分子的组装结构受动力学因素的影响而发生变化。使用低速率沉积分子达到高覆盖度时形成密堆积结构,在高速率沉积的情况下则形成条纹状结构。我们的实验为调控自组装结构提供了新的思路和实验方法。2.三十二烷分子在Cu(100)和Cu(111)表面的台阶边缘均可发生聚合反应生成聚合烷烃,聚合烷烃修饰表面上的台阶后可以诱导随后沉积到表面上三十二烷分子排列和取向的改变,使其形成大范围取向均一的自组装结构。用聚合烷烃分别修饰Cu(100)台阶和Cu(111)台阶后沉积并五苯分子,并五苯分子受基底晶格取向的影响较强,并五苯分子的排列和取向没有受到明显的改变。我们的研究方法探索了一个新的路径来调控分子的排列和取向,在后续的工作中将会尝试用其他分子来进行深入拓展。3.1,3,5-(3,5-二-十二烷基苯基)苯分子在Au(111)和Cu(111)表面上自组装结构的研究。分子沉积在Au(111)表面上,随覆盖度的变化会先后出现孔状结构和密堆积结构,分子密度的增加会导致分子的部分烷基链脱离表面。分子沉积在Cu(111)表面上,当分子覆盖度较低时形成孔状结构,随覆盖度增大会出现一种新的密排结构。在Cu(111)基底加热的条件下沉积分子会导致密排结构的增加。使用含有烷基侧链的分子来调控组装结构,为研究调控二维自组装结构提供了新思路,加深了对自组装的理解。