纳米标准与检测重点实验室第248期学术报告

报告题目：分子间量子相干能量转移的实空间成像研究

报 告 人：张杨 教授，中国科学技术大学

时 间：2020年12月16日（星期三）下午3:30

地 点：国家纳米科学中心 科研楼三层阶梯教室

邀 请 人：裘晓辉 研究员

报告摘要：

供体-受体分子间的能量转移是生命活动和光电转化中的基本过程。当供体-受体分子间距较大时，分子间能量转移主要是以跳跃式的非相干Forster传能来实现的。随着间距变小，电子态轨道交叠而导致Dexter传能会更有效。这两种传能机制早已被大量的理论与实验工作所证实。但是，在供体-受体分子间距非常小的时候，理论预测激发态能量可以离域在供体-受体分子上，以类似“波动”般地传能，整个传能过程存在量子相干特性，即发生量子相干能量转移。这种传能方式效率非常高，并被认为是光合作用中具有高效传能的原因。但是，对这类传能方式的直接实验证明一直是比较欠缺的。在本报告中，我将介绍如何利用等离激元增强的亚纳米空间分辨的电致荧光成像特征[1-3]来研究分子间的能量转移机制。我们通过局域激发可控构筑的供体-受体分子模型体系，研究了分子系统发光随着不同间距的变化，在实空间直接展示了供体-受体间能量转移从非相干传能演化到了量子相干传能。我们还发现相干能量转移存在偶极取向依赖特性。我们的工作不仅为在单分子层次上研究分子间的能量转移提供了新途径，而且为研发高效有机光电器件提供了科学依据。

参考文献

1 Zhang, Y. et al. Visualizing coherent intermolecular dipole–dipole coupling in real space, Nature, 531, 623 (2016).

2 Zhang, L. et al. Electrically driven single-photon emission from an isolated single molecule, Nat. Commun., 8, 580 (2017).

3 Luo, Y. et al. Electrically Driven Single-Photon Superradiance from Molecular Chains in a Plasmonic Nanocavity, Phys. Rev. Lett. 122, 233901 (2019).

报告人简介:

张杨，中国科学技术大学教授，基金委优秀青年基金获得者（2016年）。分别于2004年和2010年在中国科学技术大学获学士和博士学位。于2013年开始在中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心开展工作。近年来，一直致力于发展与光学检测相结合的扫描探针技术，开展对单分子等纳米结构的光电特性、分子间相互作用与能量转移等进行超高空间分辨的研究。迄今，以第一作者或通讯作者在Nature, Nat. Photonics., Nat. Comm., Phys. Rev. Lett.等国际权威杂志发表各类文章 20余篇。

^*Email：zhyangnano@ustc.edu.cn