单分子红外光谱与扫描隧道显微镜结合

在单分子水平探测振动对于在真实异质环境中实现特定键的化学控制至关重要。在这里，我们介绍了一种新的测量方案，该方案将频率可调的红外激发与扫描隧道显微镜相结合，以表征单分子振动介导的核运动。我们首先通过监测乙炔自由基的红外诱导旋转来验证该技术，然后将其应用于映射吡咯烷的构象动态。得到的宽带光谱捕捉了基本振动模式以及传统方法无法获得的丰富高次和组合带，我们通过同位素替代进行了验证。密度泛函理论计算表明，去局域化模式与吡咯烷环的扭曲耦合驱动了结构转变，揭示了与传统红外光谱相比的选择规则变化。这一新的实验平台使分子振动和转变能够以原子级的精确度进行探测。