本报讯 2月24日,中国科大侯建国院士单分子科学团队的董振超、张杨研究小组与燕山大学田广军研究组合作,利用扫描隧道显微镜诱导发光技术,对单个分子内电子-振动态发光进行了亚纳米分辨的成像表征,首次从实空间直接观察到了分子振动对电子态及其跃迁的影响,并结合理论计算,深刻揭示了电子-振动耦合如何影响电子跃迁和分子光谱的微观机制,为理解电子-振动耦合和分子光谱提供了重要基本科学信息。该成果在线发表在《自然·通讯》杂志上。
通常而言,由于电子的质量比原子核小3至4个数量级,电子的运动速度要比原子核快得多。针对这些挑战,该团队利用自主研发的纳腔等离激元增强的亚纳米分辨电致荧光成像技术,以具有各向异性线性结构的并五苯分子作为模型研究对象,利用局域隧穿电子的激发从实空间研究了单个并五苯分子的分子内电子-振动耦合特性。
《自然·通讯》杂志的审稿人评价说,“这篇文章在单分子水平上讲授了振动模式及其对称性是如何影响分子荧光特性的,并且在实空间直接观察了由于Herzberg–Teller效应引起的电子-振动耦合所导致的发射偶极的变化……我相信该工作将引起科学界的广泛关注,超越单分子和STM研究领域本身。”中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心博士生孔繁芳和田晓俊为这篇文章的共同第一作者。
(合肥微尺度物质科学国家研究中心 中科院量子信息与量子科技创新研究院 合肥大科学中心 科研部)