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前言与背景单分子电子学表征方法逐渐发展成为探索分子尺度上独特物理化学现象的重要工具和研究平台。单分子动态裂结技术通过驱动电极进行周期性往复运动来不断抓取溶液中的分子，在重复构建分子结的同时实施高通量电学测量。这一技术不仅实现了单分子电学信号的高效采集，还通过大样本数据的统计分析显著提升了表征结果的可信度，进而实现了单分子电学性质的高重现性、高灵敏度和高稳定性表征，是单分子电输运特性表征的重要手段之一。... […]

全文速览作为分子电子器件最基础的功能单元，实现高整流比的单分子二极管对发展单分子器件及其逻辑电路，并在未来实现逻辑运算应用至关重要。近日，研究团队建立了基于高能离子束直接加工的机械可控裂结（MCBJ, mechanically controllable break junction）芯片工艺，构筑了基于π-π非共价作用（D-π-π-A）的高稳定超分子二极管，并进一步通过芯片上纳米电极可达亚埃级空间分辨的机械调控手段对整流比实现了调控。理论计算表明，电极拉伸过程中产生了分子间相消量子干涉效应，... […]

投 稿 心 得2024年10月31日，我们关于“C-H···π作用下电荷传输的纳米级演变”的工作成功被Journal of the American Chemical Society接收。这项工作研究了分子间电荷传输在纳米尺度的演化规律，证明C-H···π作用在提升电导和调控效率的方面的重要作用。今年6月，我从厦门大学顺利完成硕士阶段的学习；10月，硕士阶段的第一个完整工作成功发表。回顾在厦大Pi-Lab的三年学习和生活，辛苦与收获并存。以下是我的一些感悟与大家分享：1、... […]

2024年10月，我们通过系统综述过去50年单分子电子学（SME）的进展和SME面向人工智能时代的展望，以“From Molecular Electronics to Molecular Intelligence”为题在国际学术期刊《ACS Nano》上发表了综述性文章 (DOI: 10.1021/acsnano.4c10389)。01 论文简述1.分子电子学历史回顾分子电子学的开端单分子电子学——一个以操纵单个分子作为独立电子器件的学科，从1974年诞生起，便以极致的尺度（物质保持独特物理化学性质的最小... […]

研究进展近期，我们和兰州大学化学化工学院刘子桐教授团队合作，制备了首个单分子尺度的超分子晶体管。在潜在的单分子和超分子晶体管材料中，单分子尺度的π-π堆积超分子材料具有构型依赖的量子干涉效应，这一特性为通过精确控制超分子构型，从而实现基于相消量子干涉效应超分子晶体管的制备提供了可能。我们利用电化学门控-扫描隧穿裂结技术构建了基于噻吩-苯共聚寡聚物（TPCOs）超分子沟道的单分子电化学晶体管，并通过原位... […]

2022年12月，我们与中国科学院长春应用化学研究所李茂研究员课题组合作，采用电化学迭代合成方法制备了单一取向的聚合物结晶单层并研究了序列可控聚合物的导电性质。相关研究成果 “Composition and Sequence-Controlled Conductance of Crystalline Unimolecular Monolayers” 为题发表于国际学术期刊Science Advances上。01论文简述该工作成功地证明了同步电化学合成和结晶调控作为一种有效的方法可以最大限度抑制聚合物结构... […]

2023年5月，我们关于对层间传输的石墨烯异质结进行原子级精准氮掺杂调控的工作，以“Atomically well-defined nitrogen doping for cross-plane transport through graphene heterojunctions”为题发表在国际学术期刊Chemical Science上。01论文简述二维范德华异质结在保留传统二维材料原始优势的同时，还展示出了在电荷传输、催化、光电等方面更加独特的性能。对石墨烯进行氮掺杂能使其拥有可调谐的带隙，更加适用于各种电子电... […]

概述2023年3月，我们通过对具有多锚定位点的引达省并二噻吩衍生物分子进行机械调谐，实现了对单分子结具有不同量子干涉效应的电子输运通路的切换，相关研究成果以“Switching Quantum Interference in Single-Molecule Junctions by Mechanical Tuning”为题发表于国际学术期刊Angewandte Chemie International Edition上。论文简述分子电子学的初衷是在单分子尺度上创造功能性电子器件。通过改变电极间隙可以实现对分子结构型... […]

近期，我们对单分子尺度超分子电子器件的表征和应用进行了总结和展望，论文以“Characterization and Application of Supramolecular Junctions” 为题发表在国际学术期刊Angewandte Chemie International Edition上。论文简述单分子尺度的超分子电子学是融合分子电子学和超分子化学的重要前沿，它为制造超分子电子器件、推动电子器件小型化以及在分子水平理解分子间电子输运过程提供了一种新的研究途径。在该综述中，我们首先... […]

2023年3月，我们通过单分子电导原位监测甲酸脱氢酶催化过程，揭示单分子尺度下甲酸脱氢酶催化反应机理的工作，以“Catalytic cycle of formate dehydrogenase captured by single-molecule conductance”为题发表在国际学术期刊Nature Catalysis (DOI: 10.1038/s41929-023-00928-1) 上。01论文简述酶是生命体中一大类重要的行使催化功能的蛋白质机器。它们不仅为细胞代谢过程提供各种还原力和能量，也是生命活动信号调控中的接... […]