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表面纳米结构的构造和调控可以与现有技术组合,以使得能够通过当前技术在不可达的尺度上制造器件。本论文主要借助扫描隧道显微镜(STM)技术探究在石墨界面上纳米结构的组装与调控,主要内容如下:一、利用STM技术研究了五酸(Cora-5COOH)和五吡啶(Cora-5Py)两种碗烯分子在石墨表面的自组装。主要研究了主体分子苯三氧十一酸(TCDB)和客体分子的浓度对二元主客体体系的自组装结构的影响。STM图像显示TCDB呈现的是四方形空腔结构。当引入客体分子Cora-5COOH时,自组装结构混乱,而TCDB则可以与Cora-5Py形成稳定的主客体组装结构,且随着客体分子浓度的变化,TCDB/Cora-5Py自组装结构也发生变化。根据密度泛函理论计算结果,TCDB/Cora-5Py是热力学稳定状态。这说明主客体之间的尺寸效应、浓度依赖效应起到关键的作用。此工作将有助于推动我们对主客体分子自组装动态过程的理解。二、利用STM技术研究了两种含偶氮苯基团大环分子在石墨表面的自组装,分别是含有两个偶氮苯基团的LC-1和三个偶氮苯基团的LC-2。当引入主体模板TCDB时,LC-1和LC-2均能进入TCDB形成的主体网格空腔内,形成规则网格结构,其中LC-1分子呈(t,t)构型,LC-2分子呈(t,t,t)构型。用UV光照射后,观察到LC-1转化为(c,c)构型,LC-2转化为(t,t,c)构型。这说明了主客体效应和光照效应在含有偶氮苯的光致异构体的光致异构化过程中有着重要的意义。此工作提供了一种简便的方法来研究含有偶氮苯基团的大环化合物的光异构化。这对于纳米结构的制造和光敏纳米器件的开发可能是有益的。三、利用STM技术研究了不带菲稠合吡咯环的N2S4-OR(1)、N2Se4-OR(2)以及带有菲稠合吡咯环的N2S4OR(3)、N2Se4OR(4)在辛基苯、庚酸等不同溶剂中的自组装结构。N2S4-OR(1)、N2Se4-OR(2)在不同溶剂中的组装结构没有明显的不同,没有溶剂依赖性。N2S4-OR(3)、N2Se4-OR(4)在辛基苯和庚酸溶剂中明显显示着不同的自组装结构。深入了解溶剂效应对当前体系的影响将使我们能够控制二维物理吸附单分子层的分子排序,这对设计和制造基于卟啉的器件很重要。