激光化学概述

自从六十年代激光问世以来,激光用于化学的问题一直受到注视.因为各类激光器的激光的波长都与原子、分子中的电子和分子内核间的振动或与分子的转动有关,所以研究激光与原子、分子、凝聚态物质的相互作用,及由此而产生的能量转移和物质变化,构成了当前光物理及光化学的主要的科学内容.众所周知,激光具有极好的单色性(Δv/v≈10-9—10-15),小的光束发散角(～λ/D),可以选择极短的作用时间(10-10— 10-14s),允许在所指定的空间、时间、频谱内高度集中能量(1010—1017W·cm-2·sr-1)这是激光能应用于化学的特殊的优点.但是,与高度发展的化学及…     

光抽运技术──一种原子物理学的实验方法

利用物质和电磁波的相互作用是研究物质微观结构的一种主要手段.多年来光谱学的研究提供了大量有关原子和分子结构的数据,大大地推动了原子和分子物理学的进展.但是如果要了解原子、分子等微观拉子内部更加细微的结构和变化,光谱方法由于受到仪器分辨率和谱线线宽的限制,往往得     

从“纳米原子”到“巨型分子”的软物质研究

本文通过分析软物质科学发展的趋势,回顾了"纳米原子"与"巨型分子"这类新型软物质材料的发展历程,总结了"纳米原子"的结构特点以及"巨型分子"自组装的若干特色,提出将"纳米原子"作为"巨型分子"的基本"结构子"和"功能子",以实现模块化的精确结构高分子理性设计与精准合成,并进一步实现其可控组装,调节其多级结构(特别是1—100 nm尺度的结构),最终实现其多样的功能化.这种具有高度刚性构型和固定形状尺寸的大分子有别于传统大分子的柔性链式结构,在组装中也呈现出了与传统大分子截然不同的有趣相态和相结构,是大分子科学的一类新元素,值得进行深入研究.     

物质表面的微观世界——封一、封四的说明

 在表面物理、表面化学和材料科学的某些领域中,表面的重要性自不待言.但在原子、分子尺度上,物质表面的微观世界究竟如何,在扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)发明之前,人们并没有任何一种实验手段可在实空间内直接观察物质表面一个或几个原子层的微观结构.因此,世界上第一台STM的发明者,IBM公司苏黎世实验室的葛·宾尼(Gerd Binnig)博士和海·罗雷尔(Heinich Rohrer)博士荣获了1986年度诺贝尔物理奖.STM的问世,使人类第一次能够实时观察到原子在物质表面的排列状态和与表面电子行为有关的物理化学性质,被科学界誉为是对表面科学和表面现象分析技术的革命.     

原子力显微镜在分子细胞生物学研究中的应用

 1986年秉霖(G.Binning)等在扫描隧道显微镜的基础上发明了原子力显微镜(Atomicforcemicro-scope,AFM)。这种显微镜的放大倍数远远超过以往的任何显微镜,可以直接观察物质的分子和原子组成,这为微观世界的探索提供了理想的工具。AFM不仅可以以高分辨率表征样品表面形貌,分析研究与作用力相对应的各种表面性质,并可对样品的分子或原子进行纳米级力加工,也能对活的生命样品进行实时动态观测。这些特性使AFM在生命科学特别是在分子细胞生物学的研究中占据着独特的地位。一、AFM对细胞表面结构的研究AFM的样品制备简单,只需作一个渗涂片并在空气中干燥,且不需特殊的染色和固定;它的     

兰姆（Lamb，Willis Eugene，1913-）美国物理学家（Physicist，America）

波谱学是通过射频或微波电磁场与物质的共振相互作用研究物质性质和结构的学科。频率范围为10^4-10^12 Hz，测量以频率为主。由于射频和微波的能量子比可见光小得多，因而测量精度高，常用来测定原子的磁矩和电四极矩。分子束是高真空中定向运动的分子流，彼此间相互作用很小，因而可以看作孤立的原子和分子的结合，是研究原子和分子性质的有力工具。     

激光单原子探测应用研究实验室

清华大学的“激光单原子探测应用研究实验室”是国家教委的开放实验室。该项研究涉及单个原子、分子层次上的观测,识别与控制技术,是应用基础性研究的前沿学科。 这项研究又称原子(测控)技术或量子工程基础。该技术能将单位体积物质中存在的一个目标原子(或分子)探测出来,追踪这个目标运动,探测灵敏度可达到10~(15)—10~(20)的理论极值,它既可以应用于基础科学领域(如:原子、分子物理,核物理,化学,微观反应动力学,生物学,凝聚态物理学,超导体物理等),又可以在应用科学领域里大显身手。     

qPlus型原子力显微镜技术

扫描探针显微镜主要包括扫描隧道显微镜和原子力显微镜,其利用尖锐的针尖逐点扫描样品,可在原子和分子尺度上获取表面的形貌和丰富的物性,改变了人们对物质的研究范式和基础认知。近年来,qPlus型高品质因子力传感器的出现将扫描探针显微镜的分辨率和灵敏度推向了一个新的水平,为化学结构、电荷态、电子态、自旋态等多自由度的精密探测和操控提供了前所未有的机会。文章首先简要介绍原子力显微镜的发展历史和基本工作原理,然后重点描述qPlus型原子力显微镜技术的优势及其在单原子、单分子和低维材料体系中的应用,最后展望该技术的未来发展趋势和潜在应用。     

我国物质结构研究的大型实验平台

古往今来,人们一直在思考和探索这样一个问题:我们赖以生存的物质世界,大到天体宇宙,小至微尘粒子,空间是怎么构成的?这,仍然是21世纪科学的前沿课题。孔子曰:"工欲善其事,必先利其器",说的是工具的重要性。近年来,国家投资建设一批重大科学设施,用于开展从粒子层次、原子核层次、原子-分子层次、地球层次、星系层次乃宇宙层次的物质结构前沿研究,包括北京正负电子对撞     

五彩缤纷的物质形态

 “一尺之棰,月取其半,万世不竭。”这是2000多年前春秋时期公孙龙的著名立论。现代科学的发展,正在检验这个立论。这个物质无限可分的思想,也给近代物理学的发展提供了参考。要了解物质的微观运动,就要了解物质的微观结构层次及各层次的粒子运动。众所周知,实体物质是由分子组成,分子是由原子组成。到目前为止,化学上已发现109种元素,数千种同位素。而原子呢,在化学反应里是不能再分的颗粒,但在物理学里,却是可分的。原子是由带正电的原子核和绕核运转的带负电的若干电子所组成。     

扫描隧道显微镜在单分子科学中的应用

单分子科学是一门新兴的交叉科学,在当前的科技发展中具有重要意义.扫描隧道显微镜是研究单分子的一种强有力而独特的工具.文章以作者所在研究组近年来在单分子表征、操控和原型器件设计等方面的研究工作进展为例,概述了扫描隧道显微镜在单分子科学中的应用,重点介绍了以下成果:在硫醇分子自组装单层膜上观测到C60分子的本征笼状结构,并发现了一种新颖的由C60分子取向产生的拓扑序;结合实验图像和理论模拟,确定了单个C60分子在Si(111)-7×7表面的吸附取向;通过对金属富勒烯分子Dy@C82进行空间和能量分辨成像及相关理论模拟,确定了金属原子相对碳笼的位置及分子的取向;利用扫描隧道显微镜针尖对吸附在Au(111)表面的单个CoPc分子操作"分子手术",以实现其吸附态和自旋态的量子调控;发现了一种由单电子隧穿和C59N分子的特殊能级结构产生的新的整流机制;发现了一种由针尖电子态和CoPc分子中Co原子轨道的空间对称性匹配产生的负微分电阻效应.     

第六届全国原子分子物理会议简讯

第六届全国原子分子物理会议于1992年8月14日至18日在长春市召开.这次会议由中国物理学会原子分子物理专业委员会与吉林大学原子与分子物理研究所联合主办.中国物理学会原子分子物理专业委员会主任王忠烈教授主持了会议.吉林大学校长伍卓群教授和吉林省物理学会理事长、中国科学院学部委员吴式枢教授等到会祝贺并发表了热情洋溢的讲话. 这次会议有13个特邀报告:氢原子集团的结构与能量计算(苟清泉),电子与原子分子碰撞物理实验(徐克尊),重粒子加速器中的原子分子问题(刘兆远),原子团簇的结构和性质(王广厚),利用离子准分子获得XUV激光(王…     

原子和分子

一、原子-分子学说的历史发展概述原子-分子学说是近代物理学,尤其是近代化学的基础。从古代起,为了解释自然界的现象,希腊的唯物论学者们就推想到世界上的物质都是由不停的运动着的微粒组成的,然而     

同步辐射X射线衍射技术

 X射线跟我们眼睛感觉到的可见光一样都是电磁波,但X射线的波长要小得多.我们常说的X射线的波长在0.1埃至10埃之间。而物质的原子或分子的空间排列也在这个尺度范围中.每个原子或分子是一个对波的散射体,根据波的衍射原理,如果物质的原子或分子的空间排列有一定的周期性,则X射线会在物质中产生衍射现象.如果我们收集衍射信号并加予分析,就可以揭示晶体内的原子和分子的空间排列状况.X射线衍射技术正是这样一门科学技术,它在物理学、材料科学、化学、生物学等众多的领域中有着广泛的应用.     

重夸克偶素的强子跃迁理论

我们知道宏观物体是由分子、原子组成的.原子是由电子和原子核组成的.原子核又是由原子和中子组成的.人们对物质徽观结构和微观运动基本规律的不断深入的研究,推动着物理学不断向前发展.近代粒子物理(又称高能物理)的研究,发现质子、中子和与它们相似的超子等(统称为重子)以及与它们有强相互作用的介子(介子和重子统称为强子)还有更深一层的内部结构.它们是由一种称为夸克的更基本的粒子所组成的.已经知道的夸克有以下几种: u c t(所带电荷为质子电荷的2/3), d s b(所带电荷为质子电荷的-1/3),其中u,d,s,b等夸克的存在已有明确的实验根据,t…     

激光分子束外延BaTiO3薄膜最顶层表面原子平面与薄膜生长机理

用激光分子束外延技术在SrTiO₃(001)衬底上外延生长了高质量的BaTiO_{3< /sub>薄膜,薄膜的生长过程由反射式高能电子衍射仪(RHEED)原位实时监测,表明薄膜具有 二维层状生长模式.薄膜的晶体结构和表面形貌分别由X射线衍射和原子力显微镜表征,显示 该薄膜为完全c轴取向四方相晶体结构,其表面具有原子尺度光滑性.采用角分辨X射线光电 子谱技术(ARXPS),研究了BaTiO3薄膜表面最顶层原子种类和排列状况.结果表 明,BaTiO3 关键词： 激光分子束外延 3薄膜')" href="#">氧化物BaTiO3薄膜 最顶层表面 角分辨X射线光电子谱}     

偏光显微镜实验一点改进 碎粒晶片配制方法及其实验效果

引言　近代物理实验大纲订有偏光显微镜题目.做偏光显微镜实验,一要有偏光显微镜,国产偏光显微镜(如XPT-6型)能满足要求;二要有晶片(即加工晶片),这是个关键问题,通常要由专问单位来加工,一般学校又没有这种条件.由于缺乏晶片,要做偏光显微镜实验就有困难.我们用碎粒法配制成晶片(即碎粒晶片),解决了加工晶片的困难,基本满足了偏光显微镜实验的要求.我们在实验教学中,要求学生用自己配制的晶片进行实验,这样作不仅使实验教学生动活泼,引起了学生对物理实验的兴趣,同时也培养了学生的实验技能和分析问题解决问题的能力.一碎粒晶片配制方法 …     

凝聚态物理学简介

一、什么是凝聚态物理学 固体和液体是由原子、分子集聚起来,具有很强内聚力的有一定体积的物体,这类物体称为凝聚态物质.凝聚态物理学就是研究凝聚态物质的物理性质、微观结构、微观运动状态及其相互关系的学科. 从历史上来说,凝聚态物理学是由固体物理学发展而来的.近年来,固体物理学的研究领域有了很大的扩展,研究对象由内部原子(或分子)呈周期排列的晶态固体发展到内部原子(或分子)没有规则排列的非晶态固体;又发展到结构与非晶态固体相似的液体;还有在一些方向上不规则,但在另一些方向上有某种规则排列的液态晶体(简称液晶);在极低温下…     

1887年5月23日：拉乌尔和拉乌尔定律

 物质的原子-分子论要被全盘接受皆视能否将熟悉的物质宏观性质与个别分子特性连结起来而定,这从阿伏伽德罗（AmedeoAvogadro）提出,在相同的情形下,所有单位体积的气体分子数目相同开始。     

原子与分子物理学的发展概况和动向

一、研究和发展原子与分子物理的重要意义 按物质结构的层次来分,近代物理的主要发展方向,基本上有五个方面,形成了五个重要分支:1.基本粒子物理;2.原子核物理;3.原子与分子物理;4.凝聚态物理;5.天体物理。物质世界这些层次的结构和运动变化,是相互联系、相互影响的。对这些层次的研究,既要有所侧重,又要法意到它们之间的联系,才能把问题搞得更清楚,不应忽视其中任何一个层次的研究。原子与分子物理学是研究原子与分子的结构、运动规律以及相互作用的科学。主要研究内容有:1.原子与分子的电子结构;2.原子与分子光谱;3.原子与分子的碰撞过程…