中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的單分子科學(xué)團隊（簡稱：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)）侯建國，王兵，譚世di等研究人員已經(jīng)開發(fā)出多種掃描探針顯微鏡和成像組合技術(shù)來實現(xiàn)單分子在電場，力場和光場中的作用。下面對不同內(nèi)在參數(shù)響應(yīng)的精確測量實現(xiàn)了單分子多重特異性在單化學(xué)鍵精度方面的全面表征。
這項研究的結(jié)果發(fā)表在2月19日的《科學(xué)》雜志上。基于掃描探針的單分子多參數(shù)測量示意圖： （B）拉曼光譜光路； （C）AFM影像； （D）STM圖像和CH振動拉力由高靈敏度單光子計數(shù)器曼光譜圖像同步采集； （E）分子骨架結(jié)構(gòu)的拉曼光譜圖像。
精確確定分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)和鑒定其化學(xué)種類一直是表面科學(xué)的核心問題。即使在單個分子的水平上，諸如分子結(jié)構(gòu)，電子態(tài)及其激發(fā)態(tài)，化學(xué)鍵振動和反應(yīng)動力學(xué)行為之類的多維固有特性也都顯示出顯著的特異性。
分子多維內(nèi)在參數(shù)的精確測量是對分子特異性進行全局和全面理解的基礎(chǔ)，但它始終是一個具有挑戰(zhàn)性的前沿問題。在過去的40年中，掃描隧道顯微鏡（STM）及其衍生的高分辨率顯微鏡成像技術(shù)，例如q-Plus原子力顯微鏡（AFM），已達到1埃量級的空間分辨率。
能力。但是，這些微觀技術(shù)缺乏化學(xué)識別能力。
直到2013年，USTC單分子科學(xué)團隊都使用尖端增強的拉曼成像技術(shù)（TERS）首次實現(xiàn)了亞納米級的化學(xué)識別（Nature2013,498,82），并將該技術(shù)的空間分辨率提高到于2019年發(fā)表1.5埃（Nat.Sci.Rev.2019，6，1169），為進一步擴展分子特異性全球表征研究奠定了基礎(chǔ)。在先前工作的基礎(chǔ)上，該團隊采用了融合STM，AFM，TERS和其他掃描探針技術(shù)的策略來開發(fā)STM-AFM-TERS組合技術(shù)，突破了單一顯微成像技術(shù)的檢測限制；利用這種高分辨率的并五苯分子及其衍生物的全面表征技術(shù)作為模型系統(tǒng)，結(jié)合電，力，光等的不同相互作用，實現(xiàn)了電子狀態(tài)，化學(xué)鍵結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵等多維內(nèi)在參數(shù)。
振動狀態(tài)，化學(xué)反應(yīng)等。精密測量。
實驗結(jié)果揭示了吸附在Ag（110）表面的并五苯分子轉(zhuǎn)化為不同衍生物的機理，并且納米腔等離子體激元的激發(fā)是在特定吸附構(gòu)型下C-H鍵選擇性裂解的原因。從技術(shù)上講，通過集成高度敏感的單光子計數(shù)器，研究團隊將拉曼光譜的真實空間成像速度提高了兩個數(shù)量級，并成功實現(xiàn)了并五苯分子化學(xué)反應(yīng)前后的動態(tài)跟蹤和測量。
結(jié)合理論計算，揭示了分子化學(xué)反應(yīng)過程的機理，并驗證了實驗觀察結(jié)果。該集成的多維表征技術(shù)策略有望為二維材料中的表面催化，表面合成以及化學(xué)結(jié)構(gòu)和物種識別以及結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系的構(gòu)建提供可行的解決方案。
在表面化學(xué)和非均相催化研究領(lǐng)域具有重要意義。科學(xué)價值。
“科學(xué)”是指評論者評論說，該技術(shù)“將具有跨領(lǐng)域影響”。 （在整個領(lǐng)域都具有很大的影響力）。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料科學(xué)國家研究中心的博士生徐家瑜和朱翔是本文的第一作者，侯建國，王兵和譚世di是該論文的第一作者。紙。
該研究由科技部，中國科學(xué)院，國家自然科學(xué)基金和安徽省的相關(guān)項目資助。