Ученые «ощупали» химические связи в отдельной молекуле

Изображение: Guoyan Wang, Yan Liang

Международной группе физиков удалось принципиально увеличить разрешение рамановской спектроскопии и рассмотреть связи в отдельной молекуле модифицированного порфирина. Изображение молекулы и описание метода опубликованы в журнале Nature, кратко о работе пишет Nature News.

Рамановская спектроскопия основана том, что при облучении молекул лазером некоторые переизлучаемые (рассеиваемые) фотоны имеют длину волны, несколько отличную той, которой их облучали. Это происходит из-за того, что часть энергии молекулы расходуют на колебания. Поэтому по рамановскому спектру вещества можно судить о колебаниях отдельных химических групп и вообще об их наличии в веществе.

Авторы новой работы «скрестили» рамановскую спектроскопию со сканирующей туннельной микроскопией. Закрепленные на подложке в вакууме молекулы порфирина «ощупывали» при помощи микроскопического наконечника, одновременно облучая их лазером. В том месте, где находился наконечник, эффективность рамановского рассеяния многократно возрастала. Таким образом весь «сигнал» спектроскопии приходился на пятно шириной всего в 0,2 нанометра.

Новый метод дает изображения молекул, слегка уступающие по разрешению обычной сканирующей туннельной микроскопии. При этом, в отличие от последней, он дает информацию о связях и природе боковых групп в молекуле.

Недавно другая группа физиков смогла с беспрецедентной точностью рассмотреть атом водорода. Для этого ученые использовали метод ионизации, отрывая у многих атомов электроны, направляя их на детектор и формируя из них «коллективный портрет» водорода.