long8唯一量子交叉研究中心教师参与研究配备氧化铜针尖的原子力显微镜成像性质获得重要进展

admin   2018-04-13 01:06:55   10759

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课题组:量子交叉研究中心

  原子力显微镜是观测有机分子间成键作用的一种有力工具。为了提高分辨能力,需要让金属针尖表现出化学惰性。解决该问题的通常做法,是在针尖尖端吸附CO或Xe等小分子。然而这类小分子与金属针尖相互作用较弱,在观测过程中容易发生水平偏移,因而影响成像质量。 


  图1使用CuOx针尖对PTCDA分子组装结构成像  

  long8唯一量子交叉研究中心的胡智鑫博士与德国明斯特大学Harry Mӧnig教授和中国人民大学的季威教授等人合作,对各种针尖吸附的成像效果进行了研究。实验发现,由O原子修饰的Cu针尖观测有机分子及其分子间的成键,不仅可以大大减小成像的扭曲程度,而且对有机分子之间的成键作用显示更为清晰。胡智鑫博士等人通过第一性原理理论模拟计算,阐明了该发现的内在物理机理:一方面, O原子和Cu针尖之间具有较强的相互作用,因而比CO针尖发生更小的水平偏移;另一方面,O原子修饰的针尖可以保持和CO针尖类似的化学惰性,因而可以保证高质量成像。这一针尖修饰方法的提出,将有力推动对有机分子间相互作用机制的成像研究。该工作近日发表在国际一流期刊Nature Nanotechnology ( )。  


  图2不同针尖的特性比较  


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