分子表面自组装体系是通过弱相互作用自发形成热力学稳定的、结构确定的、性能特定的二维聚集体,在主客体自组装、分子电子学、手性识别等方面有重要应用价值。目前普遍认为弱作用是分子表面自组装形成特定结构的主导因素,实验上较多采用STM技术对自组装体系进行观察、研究,但是实验手段无法获得弱作用的信息。为了清楚地揭示诱导分子表面自组装的根本原因,理论模拟的方法被广泛地采用。对于含有芳香酸结构的分子参与的表面自组装问题,氢键被认为对最终结构的影响至关重要。本文采用理论模拟的方法,使用第一性原理密度泛函理论、分子力学方法、分子动力学方法对芳香酸体系(具体包括对苯二甲酸(TPA)、5-(苄氧基)-间苯二甲酸衍生物(BIC)和辛醇(C8H180))在HOPG表面自组装进行了研究,两种体系中均含有苯环与羧酸官能团直接相连的结构,在理论模拟的过程中重点研究氢键在这些体系自组装过程中的变化以及作用。本文首先将BIC划分为分子片段,对可以形成氢键作用的苯甲酸分子片段进行第一性原理与分子力学计算,得到分子的精确几何结构、振动频率、氢键作用能,以第一性原理计算结果为依据,调节分子力场MMFF94的力场参数,使得分子力学计算结果与第一性原理计算结果一致。调节力场参数后的分子力学计算结果与第一性原理计算结果基本一致,苯甲酸分子几何结构相同,振动模式均为39种,振动频率相差最大不超过3%,氢键作用能结果不超过1kcal/mol,计算结果较为准确。使用调节力场参数后的MMFF94力场对TPA进行分子动力学模拟,研究氢键在TPA自组装过程中的作用。分子动力学计算结果表明,温度越高,TPA越趋向于规则排列,三聚体形式的氢键结构越不稳定；覆盖度越大,TPA自组装结构有序性越强,氢键更多地采取二聚体形式相互作用。氢键结构的不同直接导致TPA在HOPG表面自组装结构的不同,是影响TPA表面自组装结构的主要原因,范德华力影响较氢键弱。TPA自组装的模拟结果进一步证明了MMFF94力场参数调节的合理性。使用调节力场参数后的MMFF94力场对BIC/C8H18O表面自组装体系进行能量计算,体系构型包括顺时针(CW)与逆时针(CCW)网格结构。OA与BIC形成的网格结构能量最低,R-OA更容易与BIC形成CW网格结构,S-OA更容易形成CCW网格结构,两个结构均较OA与BIC形成的网格结构能量高27kcal/mol左右。C8H180手性结构的不同会使得自组装结构能量不同,根据手性碳在碳链上位置的变化,会使得自组装结构能量产生类似奇偶效应的情况。BIC/C8H18O体系在HOPG表面自组装的分子动力学模拟结果显示,使用溶剂可以稳定自组装结构。形成CW网格结构时,在BIC/OA体系中,氢键长度的分布更集中,R-OA次之,S-OA最弥散。说明三者构成的网格结构稳定性依次降低。通过分子动力学过程分析,BIC与C8H180形成的环状氢键结构是能否形成网格结构的主要原因,最终的手性结构是通过这个环状的氢键结构逐渐形成的。