分子尺度材料構築、性能控制及界面相互作用研究

《分子尺度材料構築、性能控制及界面相互作用研究》是依託中國科學技術大學，由侯建國擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：分子尺度材料構築、性能控制及界面相互作用研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：侯建國
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

在分子尺度對材料結構構築以及對材料結構界面相互作用的研究，是深入理解和探索新材料及材料結構、性能的獨特途徑，將為自下而上（bottom-up）技術提供科學基礎和技術途徑。本項研究將從分子軌道波函式層次著手，圍繞分子尺度材料結構精細構築、物性檢測和控制、界面相互作用等，探索其電子態和自旋態調控、電子-空穴分離和複合等量子效應，以期發現和構造量子功能材料單元。主要內容包括：（i）通過有目的設計構築分子尺度的材料結構, 探索具有特殊結構的分子，結合選鍵化學方法等對其結構修飾或改造，調控其電子態和波函式分布從而調控其電子輸運性質；構造分子尺度的磁性納米結構，探測單自旋與分子軌道的耦合及自旋激發態的退相干過程；（ii）研究分子材料結構的局域電荷轉移機制；（iii）探索分子尺度的微觀化學反應機理，理解其中電荷轉移和能量傳遞過程；（iv）拓展STM與其它檢測技術相結合的高分辨、高靈敏的量子檢測和操控技術。

結題摘要

本項目緊密圍繞研究目標、嚴格按照研究計畫和研究內容開展和實施，在分子尺度材料構築、性能控制及界面相互作用等多個方面取得了一系列有影響力的創新研究成果，主要包括：在國際上首次實現亞納米分辨的單分子光學拉曼成像（Nature 2013, 498, 82）；分子間相干偶極耦合的實空間直接觀察（Nature 2016，531，623）；納米尺度上不同分子的化學識別（Nature Nano. 2015, 10,865）;超薄Bi膜的表面態朗道能級和自旋電子態探測 (Nat. Commun.2016, 7, 10814 );石墨烯有序晶界的范霍夫奇異性(Phys. Rev. Lett. 2014,112, 226802);澄清了銳鈦礦二氧化鈦高活性(001)面的表面結構、催化活性及微觀機制（Nat. Commun. 2013, 4, 2214）。自2012年至今（截至2016年12月底），項目組已在Nature（2篇）、Nature Nanotechnology（1篇）、Nature Communications（2篇）、Phys. Rev. Lett.（1篇）、Adv. Mater.（1篇）等重要SCI期刊上發表論文30餘篇，其中一項成果入選2013年度中國十大科技進展新聞（實現最高解析度單分子拉曼成像）和2013中國科學十大進展（基於等離激元增強拉曼散射的單分子化學成像），並榮膺2013年度中國分析測試協會科學技術獎（CAIA獎）特等獎，填補了該獎項特等獎自2001年來連續12年的空缺；多項成果引起國際影響和廣泛關注、並被國際知名的科技雜誌和媒體多次撰文介紹和評價。本項目已有1位骨幹入選國家“萬人計畫” 中青年科技創新領軍人才。