Chemiassorbimento comporta la formazione di legami covalenti tra la molecola organica e la superficie del semiconduttore. Questo tipo di legame è tipicamente forte e si traduce in un'interfaccia stabile. Il chemisorbimento può verificarsi quando la molecola organica ha gruppi funzionali che possono reagire con la superficie del semiconduttore, come i gruppi idrossile (-OH) o carbossile (-COOH). Ad esempio, quando una molecola organica con terminazione idrossilica viene messa in contatto con una superficie del semiconduttore, il gruppo ossidrile può reagire con la superficie per formare un legame covalente, provocando il chemisorbimento della molecola organica sulla superficie del semiconduttore.
Fisiassorbimento comporta l'adsorbimento di molecole organiche sulla superficie del semiconduttore attraverso deboli forze di van der Waals. Questo tipo di legame è tipicamente più debole del chemisorbimento e può essere interrotto dal calore o dai solventi. Il fisisorbimento può verificarsi quando la molecola organica ha un grande peso molecolare o un'elevata area superficiale, il che aumenta il numero di interazioni di van der Waals tra la molecola e la superficie. Ad esempio, una molecola di idrocarburo a catena lunga può essere fisiosorbita sulla superficie di un semiconduttore attraverso le interazioni di van der Waals tra la catena di idrocarburi e la superficie.
Legame idrogeno comporta la formazione di legami idrogeno tra la molecola organica e la superficie del semiconduttore. Questo tipo di legame è tipicamente più debole del chemisorbimento ma più forte del fisisorbimento. Il legame idrogeno può verificarsi quando la molecola organica ha atomi di idrogeno che possono formare legami idrogeno con atomi elettronegativi sulla superficie del semiconduttore, come atomi di ossigeno o azoto. Ad esempio, una molecola organica con terminazione amminica può legarsi a idrogeno su una superficie del semiconduttore attraverso legami idrogeno tra il gruppo amminico e gli atomi di ossigeno superficiali.
Il tipo di legame che si verifica tra una molecola organica e una superficie semiconduttrice dipende dalle proprietà chimiche sia della molecola che della superficie. Alcune molecole organiche possono legarsi a una particolare superficie del semiconduttore tramite chemisorbimento, mentre altre possono legarsi tramite fisiassorbimento o legame idrogeno. La forza del legame tra la molecola organica e la superficie del semiconduttore dipende anche dallo specifico meccanismo di legame e dalle condizioni della superficie.
