Chemisorptie omvat de vorming van covalente bindingen tussen het organische molecuul en het halfgeleideroppervlak. Dit type binding is doorgaans sterk en resulteert in een stabiele interface. Chemisorptie kan optreden wanneer het organische molecuul functionele groepen heeft die kunnen reageren met het halfgeleideroppervlak, zoals hydroxyl- (-OH) of carboxyl- (-COOH) groepen. Wanneer bijvoorbeeld een op hydroxyl eindigend organisch molecuul in contact wordt gebracht met een halfgeleideroppervlak, kan de hydroxylgroep reageren met het oppervlak om een ​​covalente binding te vormen, wat resulteert in de chemisorptie van het organische molecuul aan het halfgeleideroppervlak.

Fysisorptie omvat de adsorptie van organische moleculen aan het halfgeleideroppervlak door zwakke van der Waals-krachten. Dit type binding is doorgaans zwakker dan chemisorptie en kan worden verstoord door hitte of oplosmiddelen. Fysiesorptie kan optreden wanneer het organische molecuul een groot molecuulgewicht of een groot oppervlak heeft, waardoor het aantal van der Waals-interacties tussen het molecuul en het oppervlak toeneemt. Een koolwaterstofmolecuul met lange keten kan bijvoorbeeld fysisorberen aan een halfgeleideroppervlak via van der Waals-interacties tussen de koolwaterstofketen en het oppervlak.

Waterstofbinding omvat de vorming van waterstofbruggen tussen het organische molecuul en het halfgeleideroppervlak. Dit type binding is doorgaans zwakker dan chemisorptie, maar sterker dan fysisorptie. Waterstofbinding kan optreden wanneer het organische molecuul waterstofatomen heeft die waterstofbruggen kunnen vormen met elektronegatieve atomen op het halfgeleideroppervlak, zoals zuurstof- of stikstofatomen. Een op amine eindigend organisch molecuul kan bijvoorbeeld een waterstofbinding aan een halfgeleideroppervlak maken via waterstofbruggen tussen de aminegroep en de zuurstofatomen aan het oppervlak.

Het type binding dat plaatsvindt tussen een organisch molecuul en een halfgeleideroppervlak hangt af van de chemische eigenschappen van zowel het molecuul als het oppervlak. Sommige organische moleculen kunnen zich aan een bepaald halfgeleideroppervlak binden via chemisorptie, terwijl andere zich kunnen binden via fysisorptie of waterstofbinding. De sterkte van de binding tussen het organische molecuul en het halfgeleideroppervlak hangt ook af van het specifieke bindingsmechanisme en de oppervlaktecondities.