扫描隧道显微镜在单分子科学中的应用

？单分子科学是一门新兴的交叉科学，在当前的科技发展中具有重要意义.扫描隧道显微镜是研究单分子的一种强有力而独特的工具.文章以作者所在研究组近年来在单分子表征、操控和原型器件设计等方面的研究工作进展为例，概述了扫描隧道显微镜在单分子科学中的应用，重点介绍了以下成果在硫醇分子自组装单层膜上观测到c60分子的本征笼状结构，并发现了一种新颖的由c60分子取向产生的拓扑序；结合实验图像和理论模拟，确定了单个c60分子在si(111)-7×7表面的吸附取向；通过对金属富勒烯分子dy@c82进行空间和能量分辨成像及相关理论模拟，确定了金属原子相对碳笼的位置及分子的取向；利用扫描隧道显微镜针尖对吸附在au(111)表面的单个copc分子操作“分子手术”，以实现其吸附态和自旋态的量子调控；发现了一种由单电子隧穿和c59n分子的特殊能级结构产生的新的整流机制；发现了一种由针尖电子态和copc分子中co原子轨道的空间对称性匹配产生的负微分电阻效应.