【行業(yè)新聞】我國在掃描隧道顯微鏡研究金屬納米團簇方面取得突破
近日，分子反應(yīng)動力學(xué)國家重點實驗楊學(xué)明研究員（1102組）、馬志博副研究員（1114組）與廈門大學(xué)鄭南峰教授及芬蘭于韋斯屈萊大學(xué)Hannu Hakkinen教授合作，通過低溫超高真空掃描隧道顯微鏡（STM）研究原子結(jié)構(gòu)精確已知的Ag374納米團簇的表面配體，獲得亞分子水平超高分辨，結(jié)合DFT理論計算與模板識別算法，實現(xiàn)對表面配體形貌和結(jié)構(gòu)以及團簇取向的識別。相關(guān)研究工作成果發(fā)表在《自然·通訊》（Nat. Commun.）上。
納米顆粒的實空間成像對于理解顆粒尺寸、形狀、組裝、結(jié)構(gòu)以及穩(wěn)定性之間的關(guān)系具有十分重要的意義。因為這些基本特性決定了團簇顆粒在諸多應(yīng)用如催化、藥物傳遞、生物感應(yīng)以及醫(yī)療診斷上的功能。研究者們通過原子力顯微鏡（AFM）以及STM已經(jīng)對平面上的有機分子進行了大量原子級分辨率的研究，然而對于納米顆粒表面有機層的成像卻是一個極大的挑戰(zhàn)。首先高曲率的納米顆粒表面會導(dǎo)致空間上的強針尖卷積效應(yīng)，導(dǎo)致納米顆粒尺寸及形狀呈現(xiàn)不均一；其次納米顆粒結(jié)構(gòu)未知，表面有機物層對于STM來說分析難度大，而且也難以通過理論模擬出準確的AFM或者STM圖像。
在本工作中，該研究團隊以原子結(jié)構(gòu)精確的Ag374納米團簇作為研究對象，利用低溫超高真空掃描隧道顯微鏡分別在LHe及LN2溫度下獲得了單個團簇亞分子高分辨率的拓撲圖像。結(jié)合LN2溫度下單個叔丁基苯硫酚（TBBT）分子在Au(111)表面的高分辨STM圖像以及Ag374的DFT理論STM圖，證明Ag374的高分辨STM圖中呈現(xiàn)出了單個TBBT的形貌，并且可分辨出單個甲基基團。隨后，借助“圖像識別”原理，通過STM模擬圖像數(shù)據(jù)庫以模板識別方法找到了高度匹配的團簇取向。此工作為將來基于應(yīng)用設(shè)計功能性的納米團簇提供了指導(dǎo)與幫助。
來源：物理化學(xué)研究所
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