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石墨烯(Graphene)是继富勒烯、碳纳米管后,2004年首度发现的一种稳定存在的二维量子体系的单层石墨片,具有许多独特的电子性质。在此基础上,用Graphene片段化学合成各种衍生的Graphene功能分子,其结构和一些性质更优越于Graphene,将可能用于纳米器件的搭建。本文将Graphene功能分子-FTBC-Cn(由三角形Graphene和6个含有n个碳原子的烷基链组成)自组装在高定向裂解石墨(HOPG)衬底上,得到FTBC-Cn自组装超分子结构,高温下仍具有稳定结构和电子态密度,呈半导体特性,解决Graphene由于零带隙而无法应用于逻辑电路和晶体管器件的瓶颈。在COMPASS力场下,对FTBC-Cn及其自组装超分子进行不同温度下的分子动力学模拟,优化微观构型,以及分析分子间相互弱作用规律。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法模拟两种分子的前线轨道、STM图像和能隙。分析了这两种分子的微观构型和电子特性,以及它们在不同温度下的热稳定性。在微观构型方面,通过改变FTBC-Cn自组装超分子中FTBC-Cn分子烷基链的长度,可以调节和控制自组装超分子的微观构型,达到设计新二维材料的目的。在能隙研究中,三角形Graphene片层加入烷基链形成FTBC-Cn分子后,能隙变大,使其呈宽带半导体性,与已有计算结果吻合很好；FTBC-Cn自组装于HOPG衬底形成超分子结构,能隙减小,呈窄带半导体特性。FTBC-Cn自组装超分子的能隙随烷基链的加长略有增大。在前线轨道和STM图像模拟(即电子态密度分布)中,上述两种分子的前线轨道和STM图像模拟结果与实验结果吻合很好。分析了独立FTBC-Cn分子及其自组装超分子的局域电子态密度分布情况及分子间相互作用,将独立FTBC-Cn分子有序自组装在HOPG衬底上,原有电子态密度分布有所改变。基于以上研究,进而通过模拟预测了这两种分子在OK,333K和353K下的微观构型和电子性质,发现它们的微观构型、能隙、电子态密度分布热稳定性很好,除353K下FTBC-C4自组装超分子的电子态密度分布有所变化。所以本文通过改变Graphene分子边缘拓扑结构、添加烷基链并将其有序自组装在HOPG衬底上,不但改善了Graphene零带隙的问题,并且得到一种窄带半导体材料,也通过改变烷基链的长度,设计出一种不同温度下微观构型和电子性质稳定的自组装超分子结构,即稳定的二维表面材料。