http://www.physorg.com/news121517084.html
February 06, 2008
在一項能夠為大量製造單一分子感應器打好基礎的研究中， Rice 大學的物理學家與工程師示範一種工具，能對同一分子，同時進行光學與電子學的測量。
這項研究，目前可在線上取得，預定將出現在下期 Nano Letters 上。實驗在一種由二個微小電極（被分子大小的間隙所分離）所組成的奈米電子裝置上完成。利用電流，研究者透過間隙中的單一分子測量傳導（conduction）。此外，電極的聚光特性讓研究者能利用獨特的光學指紋來確認此分子。
"我們可在已知場所大量製造這些，而且它們在空氣流通的室溫下具有單一分子的敏感度，" 研究的共同作者 Douglas Natelson 表示，物理及天文學副教授，同時也是 Rice 的量子磁力實驗室（QML）的副主任。"原則上，我們認為此設計也許能讓我們在單一分子的程度上觀察化學反應。"
雖然科學家先前已使用電子與光學儀器來測量單一分子，但 Rice 的系統卻首度允許二者在單一一個小分子上同時進行 -- 一種稱為多模式（multimodal）感知的過程。
此研究源自於 Natelson 的小組 -- 電極在此開發 -- 與 Rice 的奈米光子實驗室（LANP）的合作，同步的電子與光學測試在這裡完成。在研究於去年發表後，這二個小組說明此電極如何將遠紅外線聚焦在分子大小的間隙上，增加此間隙的光強度達百萬倍以上。所增加的強度讓該團隊能經由一種稱為表面增強拉曼光譜（SERS）的技術，收集受陷於此之分子獨特的光學特徵。
"我們最新的成果證實我們擁有能測量單一分子所需的靈敏度，" LANP 主任 Naomi Halas 表示，Stanley C. Moore 電子與電腦工程教授以及化學教授。"這種靈敏度，以及此系統的多模式能力，在奈米尺度的基礎科學上賦予我們一種重要的工具。"
Daniel Ward，Natelson 研究小組的學生，在矽晶圓上的微小金導線上打造出這個電極，並完成此一關鍵測量。這個裝置如此之小，它們只能在某類型的顯微鏡下被看見，而這些在最佳狀態下甚至都無法提供清晰圖像。 Natelson 表示這款新的多模式裝置，在藉由結合二種不同類型的測量（電子與光學）該怎樣繼續下去上，賦予科學家一個更清晰的構想。
"橫跨我們電極的傳導已知要依賴一種量子效應，稱為「穿隧」，" Natelson 說。"此間隙如此之小，只有一或二個分子促成此傳導。故當我們獲得傳導時，我們看見了與特定分子相關之光學指紋，而當它們追蹤彼此時，接著我們知道我們量到單一一個分子，而且我們知道它是哪種分子。當它旋轉與位置改變時，我們甚至能分辨出來。"
※ 相關報導：
＊ Simultaneous Measurements of Electronic Conduction and Raman Response in Molecular Junctions
http://pubs.acs.org/cgi-bin/abstract.cgi/nalefd/asap/abs/nl073346h.html
Daniel R. Ward, Naomi J. Halas, Jacob W. Ciszek,＊ 微笑吧！質子，你上鏡頭了！
James M. Tour, Yanpeng Wu, Peter Nordlander, and
Douglas Natelson
ASAP Nano Lett., ASAP Article, Web Release: February 1, 2008
doi: 10.1021/nl073346h
＊ 全世界最小的雙狹縫實驗
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