首次拍到单个分子的细节

中国科学技术大学微尺度物质科学国家实验室的董振超研究小组在国际上首次实现亚纳米分辨率的单分子光学拉曼成像。该研究采用拉曼光谱和扫描隧道电子显微镜（STM）结合起来的方法，可以“看到”单个分子的原子和化学键强度。

“拉曼散射”是指一定频率的激光照射到样品表面时，物质中的分子吸收了部分能量，发生不同方式和程度的振动，然后散射出较低频率的光。但是用传统的拉曼光谱技术很难发现单个分子发出的拉曼散射信号，不适合研究非常小的样品。

近年来，研究者利用STM的极细的金属尖端，已经可以把拉曼光谱技术用在越来越小的样品上。本研究的创新之处在于，可以将这个系统的敏感度提升到前所未有的高度，可以在0.2纳米的范围内获得样品的拉曼光谱，这个尺度已经可以用于研究单个分子了。虽然用这一技术看到的图片不如原子力显微镜（ATM）扫描出来的，但是用拉曼光谱技术得到了更丰富的信息—化学键强度。

董振超说，这项研究对了解微观世界，特别是微观催化反应机制、分子纳米器件的微观构造和包括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。

（来源：《科学世界》2013年第7期）