分子間能量傳遞“拍照”成功

　　[導(dǎo)讀] 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)單分子科學(xué)團(tuán)隊的董振超研究小組利用精心設(shè)計的局域電場增強的亞納米空間分辨的電致發(fā)光技術(shù)，在國際上首次實現(xiàn)分子間相干偶極耦合的成像觀察，即在單分子水平上對分子間能量傳遞特征成功“拍照”。

　　分子間能量傳遞“拍照”成功

　　科技日報合肥3月31日電 （記者吳長鋒）中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)單分子科學(xué)團(tuán)隊的董振超研究小組利用精心設(shè)計的局域電場增強的亞納米空間分辨的電致發(fā)光技術(shù)，在國際上首次實現(xiàn)分子間相干偶極耦合的成像觀察，即在單分子水平上對分子間能量傳遞特征成功“拍照”。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》31日發(fā)表了這項成果。

　　人們直覺上通常認(rèn)為，分子間的能量傳遞就像足球隊員傳球一樣，由接受能量的分子傳送給相鄰的另一個分子，然后依次傳遞下去。但最新的一些實驗表明，一份能量的注入，可能會引起相鄰分子間有一定規(guī)律的聯(lián)動。科學(xué)界對分子偶極耦合的相干性的形式和特性一直缺乏直接的認(rèn)識。

　　董振超研究小組通過巧妙調(diào)控局限在一個納米腔室內(nèi)的電場頻率和強度，為單分子物理化學(xué)研究提供了新的可能性。“局域電場的共振增強調(diào)控和STM操縱技術(shù)的巧妙結(jié)合，使我們得以直接觀察分子間相干能量傳遞的奧秘。”董振超介紹，他們操縱掃描隧道顯微鏡的針尖，構(gòu)筑出兩個鋅酞青分子的二聚體結(jié)構(gòu)，采用電子激發(fā)發(fā)光方式，對該結(jié)構(gòu)不同能量狀態(tài)的偶極耦合模式分別進(jìn)行了亞納米空間分辨的電致發(fā)光成像。他們發(fā)現(xiàn)，局域電子的激發(fā)能量瞬間傳遞到整個分子二聚體，構(gòu)成了一個量子糾纏體系，而且該體系不同能量狀態(tài)（即偶極耦合模式）的光子成像圖案具有特定的特征。通過對這些空間特征的分析，可以推導(dǎo)出分子二聚體中能量傳遞的相干特征。

　　《自然》審稿人認(rèn)為，這項工作“對于許多研究領(lǐng)域——從分子間相互作用的基礎(chǔ)研究到捕光體系和量子光學(xué)等實際應(yīng)用，都具有廣泛的影響和重要的意義”。