首次拍到單個分子的細節(jié)

中國科學技術大學微尺度物質科學國家實驗室的董振超研究小組在國際上首次實現(xiàn)亞納米分辨率的單分子光學拉曼成像。該研究采用拉曼光譜和掃描隧道電子顯微鏡（STM）結合起來的方法，可以“看到”單個分子的原子和化學鍵強度。

“拉曼散射”是指一定頻率的激光照射到樣品表面時，物質中的分子吸收了部分能量，發(fā)生不同方式和程度的振動，然后散射出較低頻率的光。但是用傳統(tǒng)的拉曼光譜技術很難發(fā)現(xiàn)單個分子發(fā)出的拉曼散射信號，不適合研究非常小的樣品。

近年來，研究者利用STM的極細的金屬尖端，已經(jīng)可以把拉曼光譜技術用在越來越小的樣品上。本研究的創(chuàng)新之處在于，可以將這個系統(tǒng)的敏感度提升到前所未有的高度，可以在0.2納米的范圍內獲得樣品的拉曼光譜，這個尺度已經(jīng)可以用于研究單個分子了。雖然用這一技術看到的圖片不如原子力顯微鏡（ATM）掃描出來的，但是用拉曼光譜技術得到了更豐富的信息—化學鍵強度。

董振超說，這項研究對了解微觀世界，特別是微觀催化反應機制、分子納米器件的微觀構造和包括DNA測序在內的高分辨生物分子成像，具有極其重要的科學意義和實用價值。

（來源：《科學世界》2013年第7期）