Kemisorption involverar bildandet av kovalenta bindningar mellan den organiska molekylen och halvledarytan. Denna typ av bindning är vanligtvis stark och resulterar i ett stabilt gränssnitt. Kemisorption kan uppstå när den organiska molekylen har funktionella grupper som kan reagera med halvledarytan, såsom hydroxyl (-OH) eller karboxyl (-COOH) grupper. Till exempel, när en hydroxylterminerad organisk molekyl bringas i kontakt med en halvledaryta, kan hydroxylgruppen reagera med ytan för att bilda en kovalent bindning, vilket resulterar i kemisorption av den organiska molekylen till halvledarytan.
Fysisorption involverar adsorption av organiska molekyler till halvledarytan genom svaga van der Waals-krafter. Denna typ av bindning är vanligtvis svagare än kemisorption och kan störas av värme eller lösningsmedel. Fysisorption kan uppstå när den organiska molekylen har en stor molekylvikt eller en hög ytarea, vilket ökar antalet van der Waals-interaktioner mellan molekylen och ytan. Till exempel kan en långkedjig kolvätemolekyl fysisorberas till en halvledaryta genom van der Waals-interaktioner mellan kolvätekedjan och ytan.
Vätebindning innebär bildning av vätebindningar mellan den organiska molekylen och halvledarytan. Denna typ av bindning är vanligtvis svagare än kemisorption men starkare än fysisorption. Vätebindning kan uppstå när den organiska molekylen har väteatomer som kan bilda vätebindningar med elektronegativa atomer på halvledarytan, såsom syre- eller kväveatomer. Till exempel kan en aminterminerad organisk molekyl vätebinda till en halvledaryta genom vätebindningar mellan amingruppen och ytsyreatomerna.
Vilken typ av bindning som uppstår mellan en organisk molekyl och en halvledaryta beror på både molekylens och ytans kemiska egenskaper. Vissa organiska molekyler kan binda till en viss halvledaryta genom kemisorption, medan andra kan binda genom fysisorption eller vätebindning. Styrkan i bindningen mellan den organiska molekylen och halvledarytan beror också på den specifika bindningsmekanismen och ytförhållandena.
