单分子电子学：非传统价键体系的量子干涉

洪文晶教授和夏海平教授课题组在通过基于非传统价键体系的单分子器件的电输运中量子干涉效应研究领域取得重要突破。相关研究成果以“Multicenter Bonds Based Quantum Interference in the Charge Transport Through Single-Molecule Carborane Junctions”为题发表于“Angew. Chem. Int. Ed.”。

量子效应对于单分子器件的性能具有重要影响。近年来，作为纳米尺度的独特效应的单分子尺度量子干涉效应得到了高度关注，但是之前的大部分研究均是基于传统两中心-两电子的价键体系。在这些体系中，量子干涉效应被证明可以通过p键或s键的电荷输运所实现。而在这两种化学键之外，量子干涉是否存在以及如何存在是一个重要但一直未解决的科学问题。本工作通过单分子电导测量技术研究了基于三中心-两电子键的碳硼烷分子，首次在这一非传统价键体系观测到量子干涉效应，并发现这一体系表现出比传统价键体系更显著的量子干涉特征。本工作不仅拓展了具有量子干涉的分子体系丰富性，而且为非传统价键体系的量子干涉研究提供了重要参考。

该研究工作是在洪文晶教授与夏海平教授共同指导下完成的，第一作者为能源材料化学协同创新中心(iChEM)博士研究生唐淳，理论计算由iChEM博士研究生陈李珏完成，iChEM博士研究生陈志昕、华煜晖、博士后林禄春、研究生张珑漪、李国鹏、叶艺玲，本科生严哲伟、黄龙凤参与了部分工作，师佳副教授和刘俊扬副研究员参与了该研究工作的指导。

该工作得到国家自然科学基金（21722305、21703188、21673195、U1705254），国家重点研发计划课题（2017YFA0204902）以及中国博士后面上基金（2017M622060）的资助以及固体表面物理化学国家重点实验室、能源材料化学协同创新中心的支持。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201904521 

编辑:郑振曦