單分子乃至亞分子尺度的量子態研究

《單分子乃至亞分子尺度的量子態研究》是依託中國科學技術大學，由王兵擔任項目負責人的重大研究計畫。

基本介紹

• 中文名：單分子乃至亞分子尺度的量子態研究
• 項目類別：重大研究計畫
• 項目負責人：王兵
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

在重大研究計畫單量子態的探測及相互作用的支持下, 我們在單分子尺度量子態檢測方面取得了系統性的研究成果, 在檢測技術發展方面取得了重要進展. 本集成項目擬緊密結合掃描隧道顯微術(STM), 發展與多種譜學和超快技術聯用的高分辨檢測技術, 包括進一步發展和完善STM探針增強拉曼檢測技術(TERS), 拓展其對光化學微觀反應中的檢測能力; 完善和最佳化掃STM和電子自旋共振年波譜技術(STM-ESR), 實現分子尺度單自旋態檢測; 發展STM和超快光電子技術聯用(STM-UltrafastPE), 實現分子尺度量子態動力學演化過程探測並認識其規律. 深入開展表面單分子乃至亞分子尺度分辨的電子態、自旋態、振動態和光子態等量子態的檢測和控制，深入理解和闡明單分子尺度的自旋態相互作用機理、基於表面等離激元的單分子光電效應、單分子化學鍵成鍵與斷鍵微觀物理機理、量子態與環境相互作用及其動力學演化規律.

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，在單分子量子態檢測、分子尺度量子態動力學演化過程探測、多種譜學和超快聯用的量子態檢測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：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);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）; 水分子的亞分子級成像（Nature Materials 2014, 13,184）; 氫核的協同量子隧穿（Nature Physics 2015，11，235）；氫核的量子漲落對氫鍵強度的影響（Science 2016，352，321）。自2014年至今（截至2016年12月底），項目組已在Nature（1篇）、Science（1篇）、Nature Physics（1篇）、Nature Materials（1篇）、Nature Nanotechnology（1篇）、Nature Communications（2篇）、Phys. Rev. Lett.（1篇）等重要SCI期刊上發表論文30餘篇，其中一項成果入選2016年度中國十大科技進展新聞（水的核量子效應）；項目組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。本項目負責人入選國家“萬人計畫” 中青年科技創新領軍人才（2014），1位骨幹成員入選“萬人計畫”青年拔尖人才（2014）和“長江學者獎勵計畫”（2016），1位博士生獲得中國科學院院長特別獎（2014）和中科院優秀博士論文（2016）。