近日，中国科学技术大学侯建国院士单分子科学团队的董振超、张杨研究小组与燕山大学田广军研究组合作，利用扫描隧道显微镜诱导发光技术，对单个分子内电子-振动态发光进行了亚纳米分辨的成像表征，首次从实空间直接观察到了分子振动对电子态及其跃迁的影响，并结合理论计算，揭示了电子-振动耦合如何影响电子跃迁和分子光谱的微观机制，为理解电子-振动耦合和分子光谱提供了重要的基本科学信息。
相关研究成果在线发表在《自然-通讯》上。分子系统中的电子-振动耦合，即电子运动与核运动间的相互作用，是电子跃迁和分子光谱学的核心问题，对研究分子间相互作用和能量转移至关重要。该团队利用自主研发的纳腔等离激元增强的亚纳米分辨电致荧光成像技术，以具有各向异性线性结构的并五苯分子作为模型研究对象，利用局域隧穿电子的激发从实空间研究了单个并五苯分子的分子内电子-振动耦合特性。
研究发现该分子表现出丰富有趣的具有明显位置依赖关系的电子-振动发光特性，观察到常规的由FC贡献主导的、与纯电子态间的0-0跃迁峰具有相同成像图案取向的电子-振动峰，并发现有些电子-振动峰的成像特征与0-0峰明显不同，双点亮斑图案旋转了90度。这些研究结果提示，具有各向异性特征的电子-振动峰成像图案可以为我们理解分子振动与电子跃迁之间的耦合作用以及激发能量再分布等微观图像提供直观深刻的认识。