董振超

比来，中国迷信技能年夜学单份子迷信团队的董振超研究小组，哄骗扫描地道显微镜（STM）诱导发光技能，经由过程调控份子界面能级排布，初次察看到超凡敞亮的单份子上转换电致发光征象，提出以及完成了一种全新的高效上转换发光机制，而且从实践上阐释了界面能级排布对单份子电致发光举动的影响。国际学术期刊《天然-通信》于2月23日正在线颁发了这项结果。上转换电致发光凡是指资料正在低能量的电子引发下发射出高能量光子的征象，这一非线性电光转换征象触及份子的没有同电子能态、和份子与四周情况之间的彼此作用。深切懂得这些彼此作用的宏观机制以及能量转换的宏观历程，关于拓展上转换历程正在无机光电器件、以致光电催化以及光互助用等方面的使用，都有着相当重要的意思。董振超研究小组恒久致力于成长将STM地面间辨别表征与光学技能高活络探测相联合的联用技能，出格是经由过程巧妙调控地道结纳腔等离激元的局域加强特征，显著晋升了光学成像辨别极限，为正在单份子程度上观测以及调控份子的光电举动供给了无力手腕。2019年，该研究团队经由过程STM诱导发光技能，初次报导了单份子上转换电致发光举动[PRL 122，177401 (2019)]，而且提出了以自旋三

分子间的能量转移过程是生命活动与光电转换中的基本过程，是分子光谱学与光化学等领域的研究重点。其中，一个重要的科学问题是如何理解光合作用中的高效能量转移机制，以及其中是否存在高效的波状量子相干传能过程。早在20世纪30年代，理论分析就指出，当供体−受体分子间距离非常小时，分子间的偶极耦合强度就可以大于各自耗散，使得激发能量可以离域在整个供受体分子系统上，这样一来，能量就能以波状量子相干传能的方式在供体和受体分子之间振荡。然而，在实验上，关于量子相干传能过程存在的直接证据一直缺乏。其原因在于：一方面，常用的捕光天线蛋白等生物分子的结构复杂，难以精确地控制分子局域结构与微观环境；另一方面，常规远场稳态和超快光谱技术受到衍射极限的制约，难以对单个分子进行个体化研究，所测量结果受到系综平均效应的影响，反映的是多种过程与机制的平均结果，难以给出微观机理等的直观认识。中国科大单分子科学团队利用自主发展的具有亚纳米空间分辨的电致荧光成像技术，以铂酞菁（能量供体）和锌酞菁分子（能量受体）为模型体系，通过STM操纵可控地改变供体−受体分子的间距与取向等结构特征，同时监控受体分子发光强度随着分子间距

最近，中国科学技术大学侯建国院士单分子科学团队的董振超、张杨研究小组与燕山大学田广军研究组合作，利用扫描隧道显微镜诱导发光技术，对单个分子内电子-振动态发光进行了亚纳米分辨的成像表征，首次从实空间直接观察到了分子振动对电子态及其跃迁的影响，并结合理论计算，深刻揭示了电子-振动耦合如何影响电子跃迁和分子光谱的微观机制，为理解电子-振动耦合和分子光谱提供了重要的基本科学信息。该成果于2021年2月24日在国际学术期刊《自然·通讯》上在线发表。分子系统中的电子-振动耦合，即

最近，中国科学技术大学侯建国院士团队的董振超研究小组，在近场荧光成像领域取得重要进展，将成像空间分辨率大幅提升，推进至～8Å的亚纳米分辨水平，从而在世界上首次实现了亚分子分辨的单分子光致荧光成像，为在原子尺度上展显物质结构、揭示光与物质相互作用本质提供了新的技术手段。该成果于2020年8月10日在国际知名学术期刊《自然·光子学》上在线发表。审稿人认为“这将是该领域里的一篇重要文章，并在广泛的研究领域中产生重大影响。这项工作对于利用原子尺度的光来开展超灵敏光谱显微学研究，无

最近，中国科学技术大学侯建国院士领衔的单分子科学团队的董振超研究组与罗毅研究组，在单分子拉曼成像领域取得重大进展，将空间分辨率推向新极限，实现了埃级单化学键分辨的分子内各种振动模式的实空间成像，并提出了一种全新的分子化学结构重构技术扫描拉曼埃分辨显微术（Scanning Raman Picoscopy，SRP）。该成果于2019年11月8日在《国家科学评论》上在线发表，并于近期正式出版。精确确定分子的化学结构对于任何一个分子相关领域都具有至关重要的意义，是深刻理解分

最近，中国科学技术大学侯建国院士领衔的单分子科学团队的董振超、张杨研究小组，利用扫描隧道显微镜（STM）诱导单分子电致发光技术，首次清晰地展示了等离激元纳腔中人工构筑酞青染料分子链结构的单光子超辐射现象，并且研究了纳腔等离激元对于分子链超辐射行为的影响。国际权威物理学术期刊《物理评论快报》于6月12日在线发表了这项成果。在分子系统中，多个发光体可以通过相干偶极相互作用形成离域的集体态，它们在分子间能量转移、光合作用以及量子体系设

最近，中国科大单分子科学团队的董振超研究小组利用亚纳米空间分辨的电致发光技术，在国际上首次对分子与纳腔等离激元之间的相干相互作用进行了亚纳米精度的操控，在单分子水平上观察到了法诺共振和兰姆位移效应。国际权威学术期刊《自然·通讯》杂志于5月19日发表了这项成果。光腔与分子之间的相干相互作用会显著改变分子发光体的光学特性（如跃迁速率、发光频率等），因此其研究对发展基于分子的量子信息技术和传感技术具有十分重要的意义。等离激元纳腔因为具有将光场限域在纳米尺度上的能力而成为对局

最近，中国科大单分子科学团队的董振超研究小组利用纳腔等离激元增强的亚纳米空间分辨的电致发光技术，在国际上首次实现在单分子水平上对分子间偶极耦合的直接成像观察，从实空间上展示了分子间能量转移的相干特征。国际权威学术期刊《自然》杂志于3月31日发表了这项成果。《自然》杂志的审稿人认为，“这项工作开辟了研究分子间相互作用的新途径”，“对于许多研究领域——从分子间相互作用的基础研究到捕光体系和量子光学等实际应用，都具有广泛的影响和重要的意义”。《自然》在同期发表的“新闻与观点

纳米尺度上的化学识别对于微观结构的设计与功能调控至关重要，而实现相邻不同分子的化学识别则代表着识别技术的一种极限挑战。最近，中国科大微尺度物质科学国家实验室单分子科学团队的研究人员朝着这一极限目标又迈出了重要的一步，他们继2013年成功实现亚纳米分辨的单分子拉曼光谱成像之后（工作发表在《自然》杂志上），又在国际上首次展示了紧邻的不同分子的实空间拉曼光谱识别，在高空间分辨的化学识别领域再获重要进展。该成果于7月27日在国际权威学术期刊《自然·纳米技术》杂志上在线发表（AOP