目前,纳米材料的研究正在全面的展开,这引起了社会各界的高度关注。纳米材料和纳米器件对电子器件行业有着极强的应用。目前的有机材料是纳米材料中较热门的话题。有机材料比传统材料有很多的优势,比如能耗更低、传输速度更快、体积更小等。但是有机材料在当下还有很多问题有待解决,比如使用寿命、制作工艺等。我们实验室主要是研究有机薄膜的生长机制和薄膜的表面性质。而且当前Rubrene在有机发光二极管、有机场效应晶体管及有机太阳能电池等方面有着极大的应用。现在的薄膜生长的控制在工业上有着举足轻重的地位,且其条件的探究也一直是实验室工作的重点。但长出优良的薄膜也要有较好的仪器来测量,我们实验室使用的是低温扫描隧道显微镜(Scanning tunneling microscopy,STM),扫描隧道显微镜不仅能够提供实空间下的原子量级的分辨图,而且还可以得到局域电子态密度。扫描隧道显微镜在观测半导体衬底上生长的薄膜的形貌和一些金属的形貌效果较好,目前很多小组都在Ag、Cu、Pb、Bi、石墨等衬底上进行样品的生长和观测。我们实验室也曾经Bi、Cd等衬底上生长了并五苯、酞箐铜(CuPc)、酞箐钴(CoPc)等有机材料,并得到了不错的结果。本文生长样品的方式是有机分子束沉积,首先在Si(111)-7×7衬底上,高温生长出较平整的Cd薄膜,一般生长得到的Cd薄膜都控制在15层到20层之间,这样的层数能够让表面更加平整,也有利于STM的形貌表征。并借助STM观测Cd薄膜在Si(111)上的原子尺度下的表面成像和形貌的平整程度。再在Cd(0001)薄膜表面生长一定量的rubrene分子,我们将衬底保持在低温的环境下,首先沉积少量的红荧烯分子时发现了红荧烯单体,红荧烯单体是侧躺在Cd(0001)表面的,且发现红荧烯单体具有手性特征。在继续增加红荧烯的覆盖度时,通过LT-STM观测到红荧烯的单层结构,此结构下的红荧烯分子的形貌十分依赖偏压,不同偏压下的结构差别较大。当我们继续扫描时,我们观测到红荧烯的其他单层结构,红荧烯单层结构以鱼鳞状排布,而且在不同区域进行扫描,我们发现了一些很奇特的结构,各个形貌都有自己的特点但有的我们无法解释清楚。当增加覆盖度到1.5ML时,我们得到日本物理方面的工作者Obata等人在2013年时预测的结果。该小组通过CONFLEX程序计算预测得到红荧烯单斜晶体单斜相Ⅰ,该小组预测得到的红荧烯晶体按稳定性高低依次为正交相、三斜相,单斜相Ⅰ,单斜相Ⅱ,通过实验也验证了红荧烯的正交相,三斜相,单斜相Ⅱ,唯独第三稳定的单斜相Ⅰ没有得到验证。我们在低温生长并控制生长的速率的情况下得到了红荧烯单斜晶体Ⅰ,这与Obata预测的结构和晶格常数符合的较好,此结构通过STM观测,红荧烯分子是以一个苯基和并四苯的一端为支点,且红荧烯分子以”面对面”的π堆积方式平行排列。在此覆盖度下,我们还发现了一种结构,该结构是一种链状结构,与红荧烯分子结构对比,我们发现该分子是以两个苯基为支点。站立在衬底表面。