本论文利用扫描隧道显微镜和密度泛函理论计算相结合,系统研究了有机功能分子TTF在HOPG表面自组装行为,从分子自组装的影响因素、客体分子对TTF分子的调控到官能团取代对光敏分子的光响应特性,再到卤素原子取代对TTF分子组装结构的调控,系统深入地研究了有机功能分子的组装现象和分子相互作用机制。论文的主要研究工作包括以下几个方面:采用STM技术和DFT理论计算,研究了具有不同烷基链长度及不同官能团的TTF分子的自组装过程及相互作用机制,并探索了化合物自身结构和分子间的氢键及范德华力对表面自组装结构的影响因素。研究表明,苯甲酸取代的TTF分子无论在长链还是短烷基链时都可以在HOPG表面组装成稳定的纳米结构,而吡啶官能团的TTF分子只有长烷基链的TTF分子才能在HOPG表面形成稳定的组装结构,该结构存在部分缺陷。TTF分子在HOPG表面组装过程的相互作用机制中,分子长烷基链之间的范德华作用力、TTF分子间的氢键、TTF分子间的S…S相互作用在稳定分子的组装结构中起到关键作用。针对TTF分子的可控组装和调控,采用引入溶剂分子的调控手段,实现了对TTF分子的有效诱导和调控。研究表明,庚酸溶剂分子不参与苯甲酸取代的TTF分子C14TTFCOOH的组装结构,但是却参与长链分子C16TTFCOOH的组装结构中。而对于吡啶取代的C14TTFN和C16TTFN分子的组装结构,由于吡啶中的N原子能与庚酸中的-COOH形成氢键,该相互作用力要强于吡啶分子间的S…S相互作用,则两者均表现出与辛基苯溶剂下完全不同的自组装行为。采用引入客体分子的调控手段,实现了对TTF分子的有效诱导和调控。在引入客体分子对C16TTFN的调控中发现,当引入偶氮二酸Azo-2分子时,上层分子与下层分子之间是否能够形成双层结构与引入分子的先后顺序有关。当偶氮二酸Azo-2分子先组装而后再引入C16TTFN分子的情况下,共混体系呈现出多种二维纳米结构。优先在HOPG表面的吸附分子与分子之间的相互作用力成为构筑双层/多层超分子结构的主要因素。在对双吡啶分子para-TTF的调控中发现,共组装结构依然表现出与两种分子的优先吸附顺序的依赖关系。当客体分子Azo-2位于下层,para-TTF分子位于上层时,形成的双层结构较为松散,而当客体分子Azo-2位于上层,而para-TTF分子位于下层时,可形成大面积致密有序的双层纳米结构。依照相同的调控思路和策略,通过设计分子上羧基取代的不同位置,可以选择性地形成可控的二维纳米结构,并对光敏分子偶氮苯的光响应行为实现顺反异构的调控。对于单烷基链、单羧酸取代的偶氮苯分子,当-COOH官能团在烷基链末端和苯环间位时,能够发生明显的光异构行为,而当-COOH官能团在苯环临位和对位时,却很难观察到分子的异构过程。对于双烷基链及双-COOH官能团取代的偶氮分子体系,则较易发生可逆的光响应过程。实验发现,偶氮衍生物组装结构的光响应特性强烈依赖于羧酸基团在主体上的位置,随着分子的羧基取代位置由柔性的烷基链向刚性的苯环过渡,分子的自组装结构及光异构现象也随之改变,这些研究为揭示分子间的光异构现象及分子光开关器件的设计提供了重要的实验基础。创新设计了 TTF分子主体的卤素原子取代的分子结构,通过调节F原子和Br原子取代位置和数量,考察了卤素键的相互作用对卤素原子取代的TTF分子组装结构的影响,通过卤素原子取代对TTF分子组装结构的调控手段,最终实现对有机分子表面自组装形成的纳米结构的精准构筑。该研究工作对探索有机分子与分子之间的相互作用、设计分子光电子器件提供了新的思路,对调控纳米尺度表界面分子的自组装结构及深入分析相互作用机制具有一定的指导意义。