作者:吴长锋 来源:科技日报 发布时间:2016/4/1 10:35:37
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分子间能量传递“拍照”成功

 

科技日报合肥3月31日电 (记者吴长锋)中国科学技术大学单分子科学团队的董振超研究小组利用精心设计的局域电场增强的亚纳米空间分辨的电致发光技术,在国际上首次实现分子间相干偶极耦合的成像观察,即在单分子水平上对分子间能量传递特征成功“拍照”。国际权威学术期刊《自然》31日发表了这项成果。

人们直觉上通常认为,分子间的能量传递就像足球队员传球一样,由接受能量的分子传送给相邻的另一个分子,然后依次传递下去。但最新的一些实验表明,一份能量的注入,可能会引起相邻分子间有一定规律的联动。科学界对分子偶极耦合的相干性的形式和特性一直缺乏直接的认识。

董振超研究小组通过巧妙调控局限在一个纳米腔室内的电场频率和强度,为单分子物理化学研究提供了新的可能性。“局域电场的共振增强调控和STM操纵技术的巧妙结合,使我们得以直接观察分子间相干能量传递的奥秘。”董振超介绍,他们操纵扫描隧道显微镜的针尖,构筑出两个锌酞青分子的二聚体结构,采用电子激发发光方式,对该结构不同能量状态的偶极耦合模式分别进行了亚纳米空间分辨的电致发光成像。他们发现,局域电子的激发能量瞬间传递到整个分子二聚体,构成了一个量子纠缠体系,而且该体系不同能量状态(即偶极耦合模式)的光子成像图案具有特定的特征。通过对这些空间特征的分析,可以推导出分子二聚体中能量传递的相干特征。

《自然》审稿人认为,这项工作“对于许多研究领域——从分子间相互作用的基础研究到捕光体系和量子光学等实际应用,都具有广泛的影响和重要的意义”。

 
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