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为了能够在原子和分子的尺度上制备电学器件和光学器件，人们对各种表面的结构和性质进行了大量的研究。本文的主要工作是使用分子束沉积-低能电子衍射(MBE-LEED)来制备有机-金属体系的亚单层膜、单层膜以及多层膜并利用低温扫描隧道显微镜(LT-STM)来研究这些有机薄膜的自组装，选择了perylene/Ag(110)，perylene/Au(111)和TBZnPc/Au(111)这三个体系进行研究。
笔者通过精确控制生长条件，使用LEED原位监控薄膜生长，制备出了perylene分子在Ag(110)基底上的大面积高度有序单层膜。因为perylene/Ag(110)属于弱相互作用体系，分子间相互作用以及分子.基底相互作用都很弱，所以需要精确的控制生长条件才能得到高质量的分子薄膜。在亚单层覆盖度下，perylene分子并不成核而是均匀的分布在Ag(110)表面，这表明分子间的相互作用与分子。基底相互作用相比起来更弱。为了对perylene分子在Agq(110)表面的吸附构型有更深入的了解，与合作者一起使用DFT第一性原理计算了perylene分子在Ag(110)表面的最优化吸附构型，吸附能为-0.53eV。笔者也在可以调节薄膜生长过程的Au(111)基底上制备出了高度有序的单层膜。并且在第一层的基础上，笔者制备出了高度有序的第二层perylene薄膜。分析第一层和第二层分子薄膜的结构，笔者发现这两层perylene分子薄膜结构是很不一样的。与合作者一起使用DFT第一性原理对perylene分子在Au(111)表面的最优化吸附构型进行了计算。
对于perylene/Ag(110)弱相互作用体系，特别是在分子间相互作用可以忽略不计的亚单层，在扫描过程中STM针尖可以很容易的从基底上拾起一个perylene分子，从而针尖的电子态被perylene分子所修饰。调节STM的扫描偏压范围，笔者实现了对分子能级的选择性成像。perylene分子在Ag(110)表面上自组织形成的有序单层膜主要是通过分子的π电子态成像，而被perylene分子修饰的STM针尖的能级失配于基底上吸附的分子的能级，从而只对分子的部分能级成像。这个结果为有机界面电子输运测量提供了一种更好的能级选择方法。
对TBZnPc分子四种同分异构体的混合物在Au(111)表面的自组织性质，笔者使用STM进行了研究。TBZnPc分子是在ZnPc分子的四个苯环上各取代一个叔丁基基团，从平面型的ZnPc分子变成了有立体结构的TBZnPc分子。通过控制生长条件，本文在Au(111)基底上制备出了2种不同构型的单层膜。第一种构型的单层膜里，TBZnPc分子是按照通常情况下的金属酞菁分子在Au(111)表面的排列方式排列的。由于笔者是同时沉积TBZnPc分子的四种同分异构体，所以这种构型的单层膜的有序性并不完美。第二种构型的单层膜里，分子的排列方式变得不同，而不同的异构体之间也减小了构型的差别，从而单层膜具有了高度有序的结构。与合作者一起使用DFT第一性原理对TBZnPc分子在Au(111)表面的最优化吸附构型进行了计算。