Изображение топографии молекулы

Руслан Темиров вместе со своей командой в J?lich Research Center (Германия) получили изображение топографии органической молекулы с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ). Известно, что СТМ - один из самых прецизионных методов исследования атомарной структуры поверхности материалов. Однако, до настоящего времени с высоким разрешением были получены изображения, в основном, атомарно - гладких однородных поверхностей. В данной работе было получено СТМ-изображение сложной органической молекулы.
Отличительной особенностью является то, что на кончик зонда помещается молекула водорода. Новый ип микроскопии был назван "сканирующая туннельная водородная микроскопия" (СТВМ). Сами органические молекулы были нанесены тонкой пленкой на металлическую подложку. Пока нет объяснения, какие именно взаимодействия "формируют" сигнал, но установлено, что контрастные линии соответствуют химическим связям между атомами. Для решения этой проблемы ученые провели подобные эксперименты с молекулой дейтерия и тяжелым изотопом водорода. Результирующее изображение было аналогичным. В то же время, было отмечено, что при приближении к поверхности проводимость увеличивается очень медленно, в отличие от обычного СТМ, где она растет экспоненциально; а в определенный момент и вовсе уменьшается. Именно в этом диапазоне и было получено изображение с высоким разрешением.
Исследователи объясняют это принципом Паули, который гласит что два электрона не могут находиться в одном и том же состоянии в одном месте и в одно время. Соответственно как только начинают взаимодействовать орбитали молекулы водорода на зонде и орбитали молекул поверхности, так электронное состояние молекулы водорода начинает претерпевать изменения, что вызывает и изменения проводимости "через зонд".

Оригинал статьи:
Imaging Pauli Repulsion in Scanning Tunneling Microscopy
C. Weiss, C. Wagner, C. Kleimann, M. Rohlfing, F. S. Tautz, and R. Temirov
Phys. Rev. Lett. 105, 086103
(issue of 20 August 2010)

Другие статьи из раздела

Pfizer и Pharmacia ожидают одобрения объединения со стороны ЕС

По сообщению компаний Pfizer Inc. и Pharmacia Corp., ожидается, что европейские регулятивные органы в ближайшие недели одобрят их заявку на слияние, которое оценивается в 54 млрд долларов. Европейская Комиссия заявила,...


Нанотехнологические подходы как направление развития фторполимерного производства и материаловедения

Небольшой обзор состояния дел в области получения, производства и использования фторполимеров, подготовленный академиком РАН В.М.Бузником.


На заводе Ford Motor запущен цех по окраске автомобилей

На заводе компании Ford Motor Company во Всеволожске запущен цех по окраске автомобилей. Запуск цеха стал возможным после того, как были завершены работы по установке и тестированию оборудования в цехе...