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有機(jī)分子在自組裝結(jié)構(gòu)中的取向直接影響有機(jī)材料的性能。因此，在單分子尺度上精確識別和控制有機(jī)分子的取向?qū)τ诶斫庾越M裝機(jī)理并發(fā)展先進(jìn)有機(jī)功能材料具有重要意義。傳統(tǒng)的譜學(xué)方法可以區(qū)分平行或垂直于薄膜平面的分子取向，并實(shí)現(xiàn)分子平均取向的監(jiān)測，但是無法表征單個分子的具體取向。在此方面，掃描探針顯微鏡（SPM）則提供了一種在單分子尺度上表征有機(jī)分子在表面上具體取向的強(qiáng)大手段。另外，SPM操縱技術(shù)能夠可控地誘導(dǎo)孤立分子在表面的運(yùn)動，從而精準(zhǔn)控制該分子的取向。然而到目前為止，在組裝結(jié)構(gòu)中的分子取向選擇性仍未可知。因此，通過構(gòu)建不同的分子環(huán)境來研究分子間相互作用對于有機(jī)分子取向選擇性的影響是非常重要的，可以進(jìn)一步推動功能化的有機(jī)納米器件的發(fā)展。許維教授課題組利用STM橫向操縱技術(shù)構(gòu)建了含多種局域分子環(huán)境的“華容道”模板，研究了分子間相互作用對卟啉分子的取向選擇性的影響，并結(jié)合DFT計算揭示了分子取向轉(zhuǎn)變的機(jī)理。該研究在單分子尺度上展示了自組裝結(jié)構(gòu)中分子間相互作用與分子取向的精妙關(guān)聯(lián)，提供了有機(jī)材料中分子取向選擇性的基礎(chǔ)理解，進(jìn)一步有利于發(fā)展先進(jìn)有機(jī)功能材料。

張弛教授、許維教授為論文的共同通訊作者，課題組博士生易澤偉為論文的第一作者。

許維教授課題組主要利用掃描探針顯微鏡（SPM）相關(guān)技術(shù)結(jié)合理論計算開展表面物理化學(xué)前沿研究，在表面分子組裝、表面分子反應(yīng)、表面精準(zhǔn)合成等方向進(jìn)行了系統(tǒng)和深入探索，取得了多項(xiàng)創(chuàng)新性成果。已在該領(lǐng)域知名權(quán)威雜志上發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇。論文共計被引用>3000次。

論文鏈接：https://doi.org/10.1021/jacs.3c03777