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物理学家使分子振动更容易被检测到

在分子中,原子以特征模式和频率振动。因此,振动是研究分子和分子过程(如化学反应)的重要工具。尽管扫描隧道显微镜可用于对单个分子进行成像,但迄今为止它们的振动很难检测到。

基尔大学(Christian-Albrechts-UniversitätzuKiel,CAU)的物理学家现在发明了一种方法,可以将振动信号放大高达50倍。此外,他们还大大提高了频率分辨率。新方法将提高对分子系统中相互作用的理解和进一步的模拟方法。该研究小组现已将结果发表在《物理评论快报》杂志上。

实验与应用物理研究所的JanHomberg博士、AlexanderWeismann博士和RichardBerndt教授的发现依赖于一种特殊的量子力学效应,即所谓的“非弹性隧道效应”。在扫描隧道显微镜中,在从金属尖端到基板表面的过程中穿过分子的电子可以向分子释放能量或从中吸收能量。这种能量交换发生在由相应分子的特性决定的部分中。

通常,这种能量转移很少发生,因此难以测量。为了放大测量信号,同时实现高频率分辨率,CAU团队利用了他们之前发现的超导体上分子的一种特殊性质:适当排列,分子在光谱中呈现出针状的状态,非常高且非常尖锐——所谓的Yu-Shiba-Rusinov共振。

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