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近边X射线吸收精细结构(Near-edge X-rays AbsorpTiO2 Fine Structure,NEXAFS)是研究凝聚态物质原子结构和电子结构的可靠方法,特别对于无序体系NEXAFS已成为局域结构研究中的“指纹分析”法(fingerprint analysis),具有很高的精确度。这种方法非常适合于研究分子自组装系统的局域结构。本文我们利用多重散射团簇理论(MSC)和离散变分DV-Xα方法研究了氧化亚氮(N2O)分子多层膜以及其在过渡金属Cu(100)和Ag(110)表面吸附和反应的NEXAFS谱,求得这些系统的原子结构和电子结构信息。研究发现N2O分子多层膜是一个分子自组装系统:N2O分子通过电荷和共价作用组成一条条平行错位的分子链,分子链相互耦合形成一个稳定的单层,最后N2O单层膜通过电荷和共价作用一层一层堆积成多层膜。优化计算求得相邻单层的间距(0.240 nm)和分子链中相邻N2O分子的间距(0.238 nm)很接近,这说明同一链间的作用和相邻层之间的作用的性质是一样的；但是相邻两条分子链相距0.478 nm,比上述层间距大得多,说明链与链之间为弱范德华力作用。MSC和DV-Xα揭示了实验谱中各共振峰的物理起源,其中两个强峰为兀共振峰；高能区可区分5个弱结构,分别命名为S1,σ,s2,w1和w2,研究判定其中的弱结构σ和W2是σ型共振,都与特定的σ*空轨道相对应,其它弱结构没有特定空分子轨道与之对应,因此我们判定它们都是N2O分子N1s NEXAFS谱中1峰和2峰的卫星峰。此外,研究揭示了N2O分子自组装形成的离子型势场严重的遏制了σ共振,使之成为一个弱结构。
对于N2O/Cu(100)和N2O/Ag(110)吸附系统的研究,我们发现这两个吸附系统都属于弱分子吸附系统,他们的吸附模型是相似的,即N2O分子通过NT倾斜吸附在会属表面。这个结论和Ceballos等人的观点不同。
对二己二硫醚(C12H26S2)分子自组装的研究,我们发现这些线性的二己二硫醚分子作平行有序排列,其截面为正方形,如同(100)面,相邻二直线分子之间达到0.47 nm,它们之间的弱范德华力保证了二己二硫醚多层膜成为一种稳定的分子自组装系统。