s******y
发帖数: 28562 | 1 最近，由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小组，在高
分辨化学识别与成像领域取得重大突破，在国际上首次实现了亚纳米分辨的单分子光学
拉曼成像。这项研究结果突破了光学成像手段中衍射极限的瓶颈，将具有化学识别能力
的空间成像分辨率提高到一个纳米以下，对了解微观世界，特别是微观催化反应机制、
分子纳米器件的微观构造，以及包括DNA测序在内的高分辨生物分子成像，具有极其重
要的科学意义和实用价值，也为研究单分子非线性光学和光化学过程开辟了新的途径。
该成果于北京时间6月6日在国际权威学术期刊《自然》杂志上在线发表。文章的共同第
一作者为中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室的博士生张瑞和张尧同学。
该研究工作是在科技部、科学院和国家自然科学基金委的资助下完成的，是该研究团队
继2005年实现单分子磁性调控（文章发表在《科学》杂志上）后在单分子科学领域取得
的又一项重大进展。
据文章通信作者之一董振超教授介绍，印度科学家拉曼于1928年发现了光子被物质分子
散射后能量发生变化的光散射现象，并在两年后因此贡献获得了诺贝尔物理学奖，是亚
洲第一位获此殊荣的科学家。拉曼散射中光子的能量变化通常起源于分子振动能量与入
射光子能量的叠加，因此拉曼散射光中包含了丰富的分子振动结构的信息。由于不同分
子的拉曼光谱的谱形特征各不相同，因此可作为分子识别的“指纹”光谱，就像人的指
纹可以用来识别人的身份一样。现今拉曼光谱已经成为物理、化学、材料、生物等领域
研究分子结构的重要手段。
上世纪60年代激光器的出现极大地推动了拉曼光谱技术的应用，但发展高灵敏高分辨拉
曼光谱技术仍然是材料科学特别是纳米尺度上的微观探索所面临的巨大挑战和追求的梦
想。上世纪70年代发展起来的表面增强拉曼散射技术借助物理与化学增强手段使探测灵
敏度得到了很大提高，而进一步将该技术与扫描探针显微术结合后发展起来的针尖增强
拉曼散射（TERS）技术，除能极大提高光谱探测的灵敏度外，还可以同时提供高空间分
辨的拉曼成像，因此人们对TERS技术探测微观世界构造的能力和前景充满了期待。的确
，迄今为止科技人员经过大量努力，已经将TERS测量的最佳空间成像分辨率发展到几个
纳米的水平，但这显然还不适合于对单个分子进行化学识别成像。
中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室的单分子光电子学研究组多年来一直致力
于单分子光电效应的前沿探索。他们一方面开展以科学目标为导向的设备研制，建立和
发展将高分辨扫描隧道显微技术（STM）与高灵敏光学检测技术二者的优势融合在一起
的先进联用系统，另一方面积极探索单分子光量子态的调控手段与方法。最近，他们通
过对STM针尖与金属衬底之间形成的纳腔等离激元共振模式的频谱调控，充分利用纳腔
等离激元“天线”的宽频、局域与增强特性，巧妙地实现了与入射光激发和分子拉曼光
子发射发生双重共振的频谱匹配，将非线性效应和针尖增强拉曼散射融合起来，从而实
现了史无前例的亚纳米分辨的单个卟啉分子的拉曼光谱成像，不仅最高分辨率达到约0.
5 纳米，而且还可识别分子内部的结构和分子在表面上的吸附构型。
这一技术上的飞跃来源于概念上的突破，他们在仅仅使用单束连续波激光作为拉曼泵浦
光源的情况下，通过频谱共振调控实现了三阶非线性受激拉曼散射过程。这不但大大提
高了探测灵敏度，从而使测量所需要的入射激光强度得以大幅降低，保证了被测分子的
稳定性，而且由于激光产生的纳腔等离激元场起着类似拉曼探测光源的作用，其空间上
的高度局域性使得成像空间分辨率得到显著改善。这一研究结果也为研究单分子非线性
光学和光化学过程开辟了新的途径。
世界著名纳米光子学专家Atkin教授和Raschke教授在同期杂志的《新闻与观点》栏目以
《光学光谱探测挺进分子内部》为题撰文评述了这一研究成果。 |
x*********s
发帖数: 5554 | 2 董教授最近势头很猛！
【在 s******y 的大作中提到】
: 最近，由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小组，在高
: 分辨化学识别与成像领域取得重大突破，在国际上首次实现了亚纳米分辨的单分子光学
: 拉曼成像。这项研究结果突破了光学成像手段中衍射极限的瓶颈，将具有化学识别能力
: 的空间成像分辨率提高到一个纳米以下，对了解微观世界，特别是微观催化反应机制、
: 分子纳米器件的微观构造，以及包括DNA测序在内的高分辨生物分子成像，具有极其重
: 要的科学意义和实用价值，也为研究单分子非线性光学和光化学过程开辟了新的途径。
: 该成果于北京时间6月6日在国际权威学术期刊《自然》杂志上在线发表。文章的共同第
: 一作者为中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室的博士生张瑞和张尧同学。
: 该研究工作是在科技部、科学院和国家自然科学基金委的资助下完成的，是该研究团队
: 继2005年实现单分子磁性调控（文章发表在《科学》杂志上）后在单分子科学领域取得
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q**w
发帖数: 782 | 3 除了这篇Nature还有其他势头？
【在 x*********s 的大作中提到】
: 董教授最近势头很猛！
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s******y
发帖数: 28562 | 4 2010年的时候他在Nature Photonics上发的另外一篇文章将扫描隧道显微技术与光学检
测技术相结合，首次展示亚波长尺度下的纳腔等离激元可以作为一种频率可调的近场相
干光源，有效控制分子的发光特性，实现新奇的电光效应：电致热荧光、能量上转换发
光和“彩色”频谱调控。
http://news.jyb.cn/high/gjrw/201306/t20130611_541417.html
董振超毕业于四川大学，在中科院福建物构所拿的博士，Iowa State博士后，在日本国
家材料科学研究所（NIMS）工作过8年。2004年以百人计划进入科大工作，至今9年。他
比较沉得住气，以前一直很低调。一直到了2008年才进入了一个爆发期，现在发的这篇
Nature 和2010发的Nature Photonics 都是领先于领域其他人的工作。
董认为科大宽松的学术环境和浓郁的科研氛围给了他尝试自己“天真”想法的空间。从
报道上来看，其实早在2010年，他们就已经在技术上做到了1nm 内的高分辨率，但是因
为这个分辨率超越了所有文献报道和当时的理论预测，所以他们沉下心来，花了不少时
间来分析背后的机理，所以这个文章对这个领域的理论和实践将是有贡献的，也是为什
么这个文章能发在Nature 上吧。
科大自从2003年之后，吸收了很多年轻的人才，我相信这种好消息会越来越多的。
【在 q**w 的大作中提到】
: 除了这篇Nature还有其他势头？
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