唐淳、黄龙凤《JACS》和《Science CHINA Chemistry》投稿心得

20216月,经历了四轮修改后,我们利用原子级化学门控调控单分子量子干涉的论文终于在Journal of the American Chemical Society上发表。同年8月,经历了七个月的投稿周期,我们基于亚纳米尺度超分子整流器的工作在Science CHINA Chemistry上发表。深感荣幸,感谢洪老师,感谢Pi-Lab以及合作者的支持。

1 利用原子级化学门控调控单分子量子干涉

单分子量子干涉效应有望应用于制备高性能的分子器件。然而,当前分子电子学领域对量子干涉效应的调控依然存在较大挑战。类似于光的干涉,量子干涉也具有相增与相消干涉两种模式,如果能够实现对两种干涉模式的直接切换,则有望实现对分子电学性质的显著调控。分子量子干涉的模式显著受前线轨道的影响,如果能够施加原子级精确的电场,则有望定向操纵分子的前线轨道,使量子干涉模式发生完全的切换。因此,我们与南方科技大学夏海平教授、英国华威大学Hatef Sadeghi课题组合作,开发了原子级精确化学门控策略:利用吡啶氮与阳离子试剂的化学反应选择性,对分子前线轨道施加非均匀的电场效应,进而诱导前线轨道交叉,实现相增与相消量子干涉模式的完全切换。基于此,分子结不仅表现出超过一个数量级的电导差异,而且输运方式也发生了从经由空间到经由化学键耦合的过渡。

该工作在JACS上经历了历时4个半月的“四轮车”:1.25提交®3.24一轮修改®4.29二轮小修(出现了Reviewer 4®5.8三轮小修(继续依照Reviewer 4意见修改)®5.29四轮小修(还是Reviewer 4)。虽然现在已经能平静地调侃,但在这漫长的等待过程还是很焦灼的(期间还穿插着Science CHINA Chemistry工作的投稿不顺,详见后文)。回顾这段经历,最大的感触就是一定要沉下心来认真对待每一轮审稿意见,保持谦逊的态度,重视审稿人提出的每一个建议,很多时候或许我们觉得理所当然但在读者看来是难以理解的,因此需要换位思考,point-to-point地阐明每一个问题,至少让审稿人看出我们的诚意。同时对于该工作,也特别感谢编辑认真负责的态度,正是因为多轮的修改,才让文章更加严谨。

2 论文作者合照:唐淳(右)、黄龙凤(左)

论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00928

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3 亚纳米尺度超分子整流器

分子器件目前已经被证明能够在纳米尺度实现稳定的整流性能,但随着分子尺寸的进一步减小,隧穿漏电流会显著增大,将严重阻碍器件进一步小型化至亚纳米尺度。单分子尺度的相消量子干涉效应是一种不依赖于长度的量子机制,能够有效抑制漏电流,这为实现亚纳米尺度分子整流器提供了可能。因此,我们采用具有相消量子干涉效应的对称分子与电极表面的水进行非对称超分子组装,成功构建了亚纳米尺度的超分子整流器。其中分子结的尺寸仅为0.76 nm,且量子干涉效应的引入抑制了亚纳米尺度下显著的隧穿漏电流,使得整流效应成为可能。同时,该工作通过超分子组装引入整流所需的不对称元素,为构建非对称分子骨架提供了一种更为简单的策略,也为新型亚纳米尺度分子器件的设计提供了新的思路。

相比于上文的JACS,这篇工作的投稿过程就更曲折了,前后共经历了9次投稿,但同时也是收获颇多的。感触最深的是工作完善了最好尽快整理成稿,切忌拖延,其实该工作的数据早在2019年底基本成型(作者本科毕设内容),但没有尽早完稿,以致于后来经历了很多次担惊受怕:类似的工作?(还好还好,核心亮点还在);他们也是量子干涉?(还好还好,只是理论);他们怎么也是这个分子?(还好还好,讲的不是一个故事)。感觉这篇文章要是早一年投出去应该也不会这么坎坷了,所以血泪教训告诉大家不!要!拖!延!其次是重视审稿人提出的每一个问题,哪怕是组内审稿,都会让文章更加完善,以及避免低级错误。最后,南普陀烧香和请吃饭攒人品都是没用的噢,作者耿耿于怀某子刊送审时被课题组小伙伴们讹的一顿饭因为最后还是被惨拒(哭)。

4论文在厦作者合照,从左至右依次为唐淳(通讯作者)、黄龙凤、洪文晶(通讯作者)、叶婧瑶、周彧

论文链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s11426-021-1086-4

最后,感谢Pi-Lab为我们提供的科研平台,感谢洪文晶老师、南方科技大学夏海平教授以及英国华威大学Hatef Sadeghi副教授给予的指导与帮助,感谢刘俊扬老师、肖宗源老师,感谢周彧、陈垚荣、叶婧瑶等小伙伴,以及华威大学的Sara SangtarashMohammed Noori对论文工作的讨论与帮助。

撰写人:唐淳(博士后)、黄龙凤(2019级硕士研究生)