基于外电场操控的单分子荧光调制与开关特性

肖连团 教授

山西大学 博士研究生导师，长江学者特聘教授

郑雨军 教授

2015-05-12 15:00

知新楼C1011

单分子荧光调制与开关在超分辨成像、分子计算机、光学存储及量子光学器件等方面具有重要的应用前景。利用外电场操控单分子电子转移特性从而调制单分子荧光，具有响应速度快、可恢复与易于集成的特点。

基于分子间电子转移特性，我们研究了外电场中位于聚甲基丙烯酸甲酯(poly (methyl methacrylate), PMMA)基质中的方酸衍生轮烷(squaraine-derived rotaxanes, SR)单分子的荧光调制光谱特性，发现PMMA的取向极化与电子极化效应使得SR单分子荧光产生调制与滞后效应。

基于分子内电子转移特性，我们将SR单分子直接置于外电场中实现单分子荧光开关， 测量了单分子开关的特征电场及其各向异性特性，同时分析了电场作用下单分子Stark效应与分子构型变化对单分子荧光特性的影响。

参考文献

1. Ruixiang Wu, Ruiyun Chen, Chengbing Qin,Yan Gao, Zhixing Qiao, Guofeng Zhang, Liantuan Xiao, and Suotang Jia, “An electric field induced reversible single-molecule fluorescence switch”, Chem. Comm., 51,7368 (2015).

2. Haitao Zhou, Chengbing Qin, Ruiyun Chen, Guofeng Zhang, Liantuan Xiao, Suotang Jia, “Electric field induced fluorescence hysteresis of single molecules in poly (methyl methacrylate) ”, Appl. Phys. Lett., 105, 153301 (2014).

3. Ruiyun Chen, Guofeng Zhang, Yan Gao, Liantuan Xiao, Suotang Jia, “Single molecules probe the polarization dynamics of poly(methyl methacrylate) in external electric field”, Appl. Phys. Lett., 100, 203118 (2012).

山西大学教授，博士研究生导师，长江学者特聘教授。现任山西大学激光光谱研究所所长，量子光学与光量子器件国家重点实验室副主任。

2001年于山西大学获得光学博士学位。2001年11月至2002年12月，法国国家科学中心Cachan高等师范学院分子物理实验室博士后。2005年1月至4月，法国国家科学中心Aime Cotton实验室访问学者。2008年4月至10月，荷兰莱顿大学Orrit教授单分子光学实验室访问学者。2010年4月至6月，法国Cachan高等师范学院特邀教授（Invited Professor）。主要从事量子光学与分子光谱方面的研究。主持完成863计划、973课题、国家自然科学基金等国家级科研项目12项。在国际重要学术期刊发表学术论文110余篇。2012年入选教育部长江学者特聘教授，2013年他负责的“光与原子分子相互作用的量子效应”入选教育部创新团队。