2月20日，记者从中国科大获悉，该校单分子科学团队侯建国院士、王兵教授、谭世倞教授等发展了多种扫描探针显微成像联用技术，实现了对单分子在电、力、光等外场作用下不同内禀参量响应的精密测量，在单化学键精度上实现了单分子多重特异性的综合表征。
精确测定分子的化学结构、识别其化学物种一直是表面科学的核心问题。2013年，中国科大单分子科学团队利用针尖增强拉曼成像技术（TERS），首次实现了亚纳米级的化学识别（Nature 2013, 498, 82），并于2019年将该技术的空间分辨推进至1.5埃(Nat. Sci. Rev. 2019, 6, 1169)，为进一步拓展针对分子特异性的全局表征研究打下了基础。
该团队在前期工作基础上，采用融合STM, AFM, TERS等扫描探针技术的策略，发展了STM-AFM-TERS联用技术，突破了单一显微成像技术的探测局限。利用这一高分辨的综合表征技术，以并五苯分子及其衍生物作为模型体系，结合电、力、光等不同相互作用实现了对电子态、化学键结构和振动态、化学反应等多维度内禀参量的精密测量。
实验结果揭示了Ag(110)表面吸附的并五苯分子转化为不同衍生物的机理，其中纳腔等离激元激发是导致特定吸附构型下C-H键选择性断裂的原因。
在技术上，通过集成高灵敏度的单光子计数器，把拉曼光谱的实空间成像速度提高了2个数量级，成功地实现了并五苯分子化学反应前后的动态跟踪与测量。结合理论计算，揭示了分子化学反应过程的机理，验证了实验观测结果。
这一融合多维度表征技术策略将为表面催化、表面合成和二维材料中的化学结构与物种识别，以及构效关系的构建提供可行的解决方案，在表面化学、多相催化等研究领域具有重要的科学价值。 （记者 黎静）
