我博士期间的工作方向是单分子尺度的电化学调控,通过在电化学体系中通过改变电极电势来调节分子结的电输运性质,进而探索单分子器件的性能与电子传输机制。该方向在单分子电子学领域有着悠久的历史,第一篇相关工作和扫描隧道显微镜裂结技术同年报道,此后,众多国际知名电化学领域的专家,诸如Jens Ulstrup、Stuart Lindsay、陶农建、Thomas Wandlowski、Richard Nichols和厦门大学的毛秉伟教授等均开展了相关的研究工作,也因此推动了该领域的发展。在此期间,研究者主要关注分子氧化还原过程及相应的电子传输机制,其中最著名的理论为Kuznetsov和Ulstrup提出的平衡电位附近电子跳跃传输机制,也就是KU机制。随后,该领域主要在KU机制的框架下发展,逐渐陷入瓶颈。直至2014年,洪老师领导的瑞士课题组发表了两篇很重要的研究工作(Chem. Commun. 2014, 50, 15975.和J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 17922.),其中Chem. Commun.的工作开启了之前一直被研究者忽视的非共振隧穿区间电化学调控的研究序幕;而另一篇J. Am. Chem. Soc.的工作则打破了KU机制的框架,提出单分子结氧化还原反应过程的电子直接隧穿输运机制,使该领域出现了新的生机。随后沿着这两个新的方向,Latha Venkataraman、陶农建与洪老师等课题组相继取得重要研究进展,进而使得该领域变得生意盎然。

图1. 单分子尺度电化学调控领域发展历史中的重要节点
然而,关于该领域的综述相对较少,发表时间基本都在2016年之前,内容也主要集中于KU机制框架下。因此在我的博士阶段末期,就有打算写一篇关于单分子电化学调控综述的想法。直到2020年4月份,为庆祝厦门大学百年校庆,化学化工学院与Advanced Materials期刊合作,计划出版厦大先进材料专刊,期刊主编邀请洪老师撰稿。经过商讨后,洪老师将方向定为单分子器件的综述,委派我来撰写。因此,我从器件的角度出发,构思了单分子电化学门控晶体管的综述设想,以晶体管器件的转移特性曲线入手,从而引出不同转移特性背后的电子传输机制差异,以此对单分子电化学调控领域的研究进展进行总结梳理。
整个审稿过程比较顺利,其中一位审稿人指出“The review is led by Wenjing Hong as the corresponding author and his group have done leading and highly innovative work in electrochemical single molecule conductance and in single molecule electronics in general, so he and his group are very well placed to write such an authoritative review.”,充分肯定了我们课题组在单分子电化学调控领域的贡献。
在这里也分享一下写综述期间的心得体会,建议每天写作过程中可以使用类似番茄土豆的软件,我当时用的就是这个软件,写25分钟休息5分钟,在25分钟写作时间内不看手机,专心写作,效率确实非常高。同时要合理安排时间,尽量在deadline前一个月完成初稿,这样才有充足的时间去修改。

图2. 论文作者合照,从右至左,白杰(博士后)、李晓慧(博士后)、祝知雨(2019级硕士)、郑琰(2020级硕士)
非常感谢洪老师提供撰写综述的机会,同时感谢晓慧、知雨、郑琰同学在论文撰写过程的通力合作。最后祝愿Pilab越来越好。