首個單分子電荷分布圖詳解

2020-11-25 cnBeta
英國廣播公司(BBC)報導，IBM公司位於蘇黎世的研究人員展示了首批單個分子裡的「電荷分布」圖片，它們顯示了小範圍內的電子翩翩起舞的畫面。

以前研究人員曾測量過單個原子上的電荷，但是捕捉一個複雜分子裡的電子翩翩起舞的畫面顯然更加困難。這種開創性測量方法將有助於科學家更好地了解自然界普遍存在的一系列「電荷轉移」過程。

該研究成果發表在《自然納米技術》雜誌上，是由蘇黎世IBM研究所對極小的原子和分子進行研究得出的。

該科研組還測量了單個原子的電荷，並獲得第一張單分子圖片，從某種意義上來說，這項新成果是這兩項觀察結果的結合體。

然而這項最新研究卻採用了完全不同的技術——開爾文探針顯微鏡。這種顯微鏡與2009年獲得第一張分子圖的原子力顯微鏡不同。前者需要一個直徑只有十億分之一米的小棒，而且它的尖端只有一個小分子。這根棒或稱懸臂在對一個更大的X形狀的分子——酞菁的表面進行掃描時，它的電壓很小。當帶電的尖端遇到酞菁裡的電荷時，這個懸臂將會開始以特定方式搖擺，準確顯示出分子所在的位置。通過直接給分子施加電壓，可以促使酞菁中心的兩個氫原子互換位置，電子重新排列到與之前相反的「X」臂上。藉助該科研組的技術，他們可以觀測電荷分布發生的此類變化。

這種方法與更多已經確立的技術結合後，將有助於他們更好地了解納米世界，納米技術不僅正在促進基礎科學的發展，而且對未來應用有好處。

這項研究的第一論文作者法比安-莫恩說：「現在我們已經可以從單個分子級別研究原子和分子的個別化學鍵形成時，它們表面的電荷是如何重新分布的。這是我們探尋建造原子和分子級別的裝置的基礎。」(文/新浪科技)

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