表面纳米结构的构筑和调控是实现分子电子器件的基础。作为“自下而上”技术路线的标志性方法，自组装是实现表面纳米结构可控构筑的有效途径。然而，分子的表面自组装是一个非常复杂的过程，其中涉及到的许多基本科学问题有待进一步的解释和澄清。本论文通过自组装方法，在固体表面构筑了一系列功能分子纳米结构，如表面二维手性结构，表面主客体复合结构，有机一金属配合物超分子结构，以及富勒烯自组装膜等，并以扫描隧道显微术为主要研究手段，结合电化学方法，对表面分子组装过程中的基本科学问题进行了研究和探讨。本论文的主要内容包括：　　 第一章：首先简要介绍了纳米科技及“自下而上”技术路线，然后对自组装的优点，表面分子组装过程中的作用力，以及影响分子表面组装的外场因素进行了介绍，最后给出本论文的选题依据和研究目的。　　 第二章：简要介绍了本研究中使用的相关仪器和方法。　　 第三章：利用非手性分子在石墨表面构筑了二维手性纳米结构，对表面手性结构的形成、生长、手性转变，以及分子间作用力对表面手性结构的调控作用进行了研究和探讨。研究发现，分子间的氢键相互作用是形成具有手性特征的分子四聚体的主要驱动力，因氢键位置和方向改变而形成的分子三聚体位错会导致畴区的手性发生转变。溶剂对分子间的作用力具有调节作用，并进一步影响分子的表面手性组装结构。此外，利用针尖脉冲偏压诱导的方法实现了不同手性结构间的相转化，并利用STM原位观察了表面手性结构的自修复过程。　　 第四章：利用自组装方法在Au(111)和石墨表面构筑了基于大环主体化合物(杯芳烃和苯炔体系共轭大环)的有序纳米结构，详细研究了分子间以及分子与基底间的相互作用，探讨了分子结构对其表面组装行为的影响。此外，还考察了大环主体化合物薄膜的主客体识别性能。结果表明，杯芳烃分子1可对Zn2+特异性识别；杯芳烃分子2与葸分子共吸附形成双组分有序组装结构；苯炔体系共轭大环则可与长方形/正方形大环金属配合物分子通过面间π-π电子相互作用进行主客体复合，在石墨基底表面形成双层异质纳米结构。　　 第五章：考察了四种C60衍生物(Re(C60Me5)(CO)3、Ru(C60Ph5)Cp、C60(C6H4C6H4-COOH)5Me、和C60(C6H4-CC-SiMe2C12H25)5Me)在Au(111)表面的自组装行为，探讨了取代基对C60衍生物的表面分散性能、吸附取向、组装结构的影响，发现随取代基的不同，C60衍生物在Au(111)表面的吸附取向发生改变，其表面组装结构也经历了从有序单层到无序单层再到无序多层的转变。这一结果体现了分子间以及分子与基底间相互作用力在分子的表面吸附组装过程中的重要作用。　　 第六章：用STM研究了有机配体分子及其金属配合物的表面吸附构象和组装结构。发现二者均能在Au(111)表面形成高度有序的自组装膜，配合物在表面自组装膜中的构象与其在晶体中的构象类似，但配合物自组装膜结构与有机配体分子自组装膜结构并无明显的对应关系，说明虽然在配合物自组装膜中分子间依然是以范德华力为主，但金属离子的引入对分子间以及分子与基底间的相互作用产生了巨大影响，以致二者的表面组装结构存在很大差异。　　 第七章：总结了本论文的主要研究结论。