Uyarılmış bir molekülün ışık emisyonu, emisyonun molekülün yük durumlarından nasıl etkilendiğini göstermek için uzamsal olarak haritalandı.
Fizik araştırmacıları, taramalı tünelleme mikroskoplarını (STM’ler) kullanarak tek tek floresan molekülleri neredeyse atomik çözünürlükte görüntüleyebilirler. Ancak gözlemler, uyarılmış molekülün temel duruma geçmeden önce geçtiği kesin spin ve yük durumlarını ortaya koymadığından, bir STM tarafından uyarıldığında bir molekülün ışık yaydığı kesin süreç hala tartışmaya açıktır. Fransa’daki Strasbourg Üniversitesi’nden Song Jiang ve arkadaşları bir deney gerçekleştirerek molekülün yük durumunu yayılan ışık enerjisine bağlayan bir model oluşturdu ve bu tartışmayı çözmeye yönelik önemli bilgiler sundu.
Ekibin çalışmasında, metal bir alt tabaka üzerine kaplanmış ince bir yalıtkan film üzerine adsorbe edilmiş bir kinakridon (QA) molekülü, bir STM ucundan geçen bir akımla tahrik ediliyor. QA’nın nötr ve pozitif yüklü durumlarının emisyon desenleri, molekülün benzersiz bir özelliği olan yönelimde 65 derece farklılaşıyor. Bilim insanları, malzemeyi çeşitli voltaj seviyelerinde bir STM ucuyla tarayarak nanometre altı çözünürlükte floresan haritaları çıkardılar. Bu haritalarda, floresan dipolün yönelimini ve sonuç olarak herhangi bir zamanda molekülün yük durumunu gösteren desenleri tanımlayabildiler.
Daha sonra STM akımı ve voltajının yanı sıra elektron taşınımı ve ışık emisyonunun özelliklerini tanımlayan STM kaynaklı floresan sinyalinin uzamsal bağımlılığına dayanan bir model geliştirdiler.
Araştırma, bir substrat üzerindeki tek bir molekülün sağlanan voltaja bağlı olarak dört farklı yük durumuna sahip olabileceğini gösteriyor. Ayrıca yüklü molekül fosforesansı ile akım güdümlü lüminesans arasında ayrım yapmak için bir teknik sunuyor. Yazarlara göre bu konsept geneldir ve ince bir tabaka üzerine adsorbe edilmiş herhangi bir organik sisteme uygulanabilir.
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/s31
