最新成果|UIC江楠教授团队：二维金属负载的氮杂环卡宾的单分子谱学探测
近日，美国伊利诺伊大学芝加哥分校的江楠教授课题组结合了针尖增强拉曼谱（TERS）和扫描隧道显微谱（STS）技术，实现了对二维金属吸附的单个氮杂环卡宾（NHC）的谱学测量，为单分子NHC化学的研究奠定了实验基础。相关成果以“Single-molecule spectroscopic probing of N-heterocyclic carbenes on a two-dimensional metal”为题发表在2024年9月16日的Chem期刊上。
图1 ：Chem官网截图
作为功能最为强大的有机配体之一，NHC卡宾的出现极大地促进了有机修饰领域的发展及其在催化、材料化学和生物化学方面的应用。特别是NHC在表面化学方面的应用成为了过去十年NHC化学的一个研究热点。一般的谱学方法（例如红外和XPS）可以提供这方面的信息，但由于整体平均效应，这些表征手段无法探测特定位点的性质且其信号中包含了分子间相互作用，因此使得探测NHC与基底的本征相互作用变得困难。扫描探针技术可以提供原子级位点成像，但其通常具有非常有限的化学分辨能力，很难有效地原位构建构效关系。针对这一挑战，江楠教授课题组发展了超高真空针尖增强拉曼技术，该技术结合了拉曼光谱的化学敏感性和扫描探针显微术的空间分辨率，从而实现了单分子水平的化学表征。相对于之前被广泛研究的块体金属材料，江楠教授课题组选择二维金属材料硼烯作为NHC载体，进一步结合STS表征，实现了单分子尺度NHC的电子学测量，扩展了NHC在材料修饰领域的应用。
图2：IMe在硼烯表面的吸附及TERS表征
图3：IPr在硼烯表面的吸附及TERS表征
值得一提的是，在该项研究工作中，使用了中科艾科米的电子束蒸发源和标准蒸发源用于样品制备，其优异的产品性能，得到了江楠教授课题组的认可。
图4：文章截图
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2024.08.013
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2023-12-07
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