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纳米技术的实用化需要一种高效便捷的大规模制备方法，表面自组装正是一种可以获得大范围有序纳米结构的可控方法，也是一种在固体表面上实现纳米器件化以及纳米体系的装配和功能化的重要手段。并且这些经过自组装膜修饰的固体表面在化学及生物传感、分子识别以及纳米电子学上都有潜在的应用。本论文利用扫描隧道显微镜(STM)系统地研究分子间不同强度非共价键作用下的表面分子(或超分子)自组装，通过对比探讨自组装分子的构型、基底表面结构等对自组装单分子膜结构的影响，加深我们对表面自组装分子吸附行为、自组装方式、自组装规律的认识和理解。主要研究内容和结论如下：
1.我们通过STM实验系统地对比研究了结构相似的两种分子：2，6-萘二羧酸(NDC)，4，4’-联苯二甲酸(BDC)分别在高定向热解石墨(HOPG)和Au(111)表面上的单分子层自组装。研究结果表明它们在Au(111)上皆形成与基底匹配的自组装单分子层膜(SAMs)。但在HOPG上，NDC分子形成了周期性亮暗变化的Moiré条纹结构，BDC分子则形成了匹配结构(BDC SAMs中出现了滑移结构)。这些结构都是由吸附物-吸附物，吸附物-基底相互作用力之间的微妙平衡导致的。
2.成功地在HOPG表面上构建具有较高热稳定性且与基底形成不匹配的三氰酸密胺(CA·M)SAMs。同时，分别对三聚氰胺以及三聚氰酸分子在HOPG表面的自组装进行相应的研究分析。STM实验表明在三聚氰胺SAMs中可以观察到其分子有手性结构，三聚氰酸SAMs则形成网状的Moiré条纹结构。通过一系列的高分辨STM图并结合理论化学计算构建了CA·M SAMs的结构模型。
3.初步探索了功能有机小分子SQA和Bpy同系物(Bpye，Bpyp)在Au(111)上的SAMs结构，同时讨论了pH值对其的影响。