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首个单分子电荷分布图详解

发布时间:2012年03月05日 15:34 | 进入复兴论坛 | 来源:cnbeta | 手机看视频


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  英国广播公司(BBC)报道,IBM公司位于苏黎世的研究人员展示了首批单个分子里的“电荷分布”图片,它们显示了小范围内的电子翩翩起舞的画面。以前研究人员曾测量过单个原子上的电荷,但是捕捉一个复杂分子里的电子翩翩起舞的画面显然更加困难。这种开创性测量方法将有助于科学家更好地了解自然界普遍存在的一系列“电荷转移”过程。

  该研究成果发表在《自然纳米技术》杂志上,是由苏黎世IBM研究所对极小的原子和分子进行研究得出的。

  该科研组还测量了单个原子的电荷,并获得第一张单分子图片,从某种意义上来说,这项新成果是这两项观察结果的结合体。

  然而这项最新研究却采用了完全不同的技术――开尔文探针显微镜。这种显微镜与2009年获得第一张分子图的原子力显微镜不同。前者需要一个直径只有十亿分之一米的小棒,而且它的尖端只有一个小分子。这根棒或称悬臂在对一个更大的X形状的分子――酞菁的表面进行扫描时,它的电压很小。当带电的尖端遇到酞菁里的电荷时,这个悬臂将会开始以特定方式摇摆,准确显示出分子所在的位置。通过直接给分子施加电压,可以促使酞菁中心的两个氢原子互换位置,电子重新排列到与之前相反的“X”臂上。借助该科研组的技术,他们可以观测电荷分布发生的此类变化。

  这种方法与更多已经确立的技术结合后,将有助于他们更好地了解纳米世界,纳米技术不仅正在促进基础科学的发展,而且对未来应用有好处。

  这项研究的第一论文作者法比安-莫恩说:“现在我们已经可以从单个分子级别研究原子和分子的个别化学键形成时,它们表面的电荷是如何重新分布的。这是我们探寻建造原子和分子级别的装置的基础。”(文/新浪科技)

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