Новое понимание конфигурации связывания и подвижности молекул на поверхности наночастиц
То, как молекулы связываются с поверхностью, имеет центральное значение в химических реакциях, поэтому возможность изучения конфигураций связывания в изолированных наносистемах представляет большой интерес. Исследовательской группе из Фрайбурга под руководством доктора Лукаса Брудера и профессора доктора Франка Штинкемайера удалось изучить конфигурации связывания и подвижность органических молекул на ультрахолодных частицах инертных газов. При этом они получили информацию о различных конфигурациях связывания между молекулами и поверхностью наночастиц и о том, как эти конфигурации развиваются после воздействия света. С этой целью молекулы фталоцианина были изучены как важные строительные блоки для оптоэлектронных и органических фотоэлектрических приложений. Результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.
Лазерное возбуждение молекулы фталоцианина на поверхности кластера инертных газов, состоящего из нескольких сотен атомов неона. Система имеет размер менее десяти нанометров. Предоставлено: Ульрих Бангерт и др.
Особо высокое временное и энергетическое разрешение
Для экспериментов отдельные молекулы осаждали на изолированные частицы инертных газов в сверхвысоком вакууме и впоследствии изучали с помощью когерентной двумерной спектроскопии. Этот метод, применяемый к изолированным наносистемам, позволяет изучать молекулярные свойства с особенно высоким временным и энергетическим разрешением . Временное разрешение здесь составляет лишь доли миллионной секунды, что позволяет следить за процессами связывания в режиме реального времени.
«Что особенно удивительно, так это большое количество возможных конфигураций связывания, которые мы смогли оценить», — говорит Ульрих Бангерт, который в основном отвечал за лабораторную работу. Это наблюдение, которое стало возможным благодаря первому определению профиля однородной линии в такой системе, предлагает новые стимулы для теоретического моделирования наночастиц.
«Будет интересно посмотреть, как наш метод исследования можно будет перенести на другие наночастицы, такие как каталитические наночастицы», — говорит Лукас Брудер, глядя в будущее.
«Однако достигнутое высокое разрешение также показывает в целом многообещающую перспективу исследования фотохимических реакций в наносистемах», — добавляет Франк Штинкемайер.
