分子自组装(molecular self-assembly)是指经过分子设计涉及多个能量尺度和自由度的基本分子自发地形成具有复杂层次的结构。分子自组装技术是将各自独立、具有一定功能基团的无序分子在一定条件下自发地组装成一维、二维或三维的超分子体系,并赋予它们有序性、周期性和均匀性,在分子尺度上设计和制备具有特殊性能的有序功能组合体。自组装单分子膜(Self-Assembled Monolayer, SAM)不但结构高度有序,而且可以通过选择不同种类的单体分子和控制分子末端基团的类型制备出具有特殊功能和用途的表面,在基础科学研究和现代工程应用上具有重要意义。论文第一部分创造性地使用静电力显微镜(electrostatic force microscopy, EFM)对不同反应温度下制备的十八烷基三氯硅烷(octadecyltrichlorosilane, OTS)自组装单分子膜的内部结构进行了研究。实验结果表明,所有自组装单分子膜的内部并不是均匀的,在介观尺度上存在一定的结构。当反应温度低于临界温度(threshold temperature,自组装单分子膜内部存在均有明显分形结构的吸附岛状结构；而当反应温度高于临界温度时,单分子膜内部主要为雾状结构,并且随着反应温度的升高,单分子膜内部结构更趋均匀。这是由于反应温度通过影响烷基三氯硅烷分子与基底羟基的反应速率,从而改变成膜分子在基底表面的流动性,以及改变烷基链之间相互的范德华作用力,导致不同反应温度下形成的自组装单分子膜的分子排列结构和密度不同。论文第二部分系统研究了反应温度对十八烷基三氯硅烷自组装单分子膜的表面电势的影响。实验结果表明,OTS SAM的表面电势随温度升高而变化的趋势以临界温度为界分为两段。当反应温度低于自组装单分子膜的临界温度时,单分子膜的表面电势基本不随反应温度的变化而变化；而当反应温度高于临界温度时,反应温度每升高1℃,自组装单分子膜的表面电势降低约5mV。认为不同反应温度下形成的自组装单分子膜内部分子密度的不同是导致单分子膜表面电势发生变化的根本原因。