輕輕一碰改變原子鍵強度
作者：晉楠
發(fā)布時間：2021-06-11
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輕輕一碰改變原子鍵強度

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原子力顯微鏡（四方形結構）的筆尖可用來調整原子鍵的強度。圖片來源：Jorg Kroger

本報訊?物理學家近日證明，通過施加電場，兩個原子之間化學鍵的強度可以隨意調整。該成果將有助于設計分子級電子設備。

德國伊爾梅瑙工業(yè)大學的Jorg Kroger和丹麥技術大學的Susanne Leitherer與合作者設計的這種新方法，主要利用一種名為原子力顯微鏡的成像設備，該設備有一個能探測樣品的探針。同時，研究人員使用的原子力顯微鏡觸控筆的頂端裝有一個金原子。

研究人員將原子力顯微鏡觸控筆的尖端接觸到單原子厚度的石墨烯薄片，這樣金原子和碳原子就會形成共價鍵，并且兩個原子之間能夠共享電子。然后，該團隊在薄片表面和原子力顯微鏡尖端之間施加了電場。

通過改變磁場的方向和強度，研究人員可以增強或減弱金—碳鍵。當輕輕收回原子力顯微鏡筆尖時，石墨烯薄片就會被拉離其所附著的表面。

例如，研究人員將原子力顯微鏡末端的單個金（Au）原子與碳化硅（SiC）上的石墨烯碳（C）原子之間的極性共價鍵暴露在外電場中。對于相同場取向，Au─C鍵足以承受部分分離的石墨烯的機械載荷，而對于相反的場取向，該鍵很容易斷裂。研究人員通過揭示反映鍵的極性特征的鍵力支持了實驗觀測。換句話說，場誘導的原子軌道間電荷轉移改變了不同電負性反應伙伴的極性和Au─C鍵強度。（晉楠）

相關論文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.216801

《中國科學報》 (2021-06-11 第2版 國際)


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