研究人員對分子氧進行了新的研究
雖然固定單個氧原子聽起來很困難，但試圖操縱與該單個原子相關的電子來徹底改變其充電聲音是不可能的。然而，大阪大學領導的國際研究團隊首次報道了這一成就。
來自斯洛伐克和英國的合作者，來自大阪大學應用物理系的研究生Yuuki Adachi最近在ACS Nano上發(fā)表了這項研究。
氧氣是地球上最豐富的元素之一。通常以其雙原子形式O 2發(fā)現(xiàn)，氧氣具有高反應性并且在氣態(tài)下不會長時間懸浮。在基態(tài)或氧的反應性最低的形式，被稱為三重態(tài)氧，因為它有三種可能的安排的電子自旋。然而，具有一種可能的旋轉排列的單線態(tài)氧更具反應性，并且在從綠色燃料生產到光動力學癌癥治療的各種化學反應中起主要作用。
因此，不出所料，控制分子氧的形成和活化具有重要意義。
“我們使用開爾文探針力譜來檢查附著在二氧化鈦金紅石表面上的氧原子的電荷狀態(tài)，然后通過將單個電子轉移到氧原子對和從氧原子對轉移來控制電荷，”Adachi解釋說。“我們在對中確定了三種不同的電荷狀態(tài)：O - / O -，O 2- / O 2-和O - / O 2-。取決于施加的電壓以及我們將探頭尖端相對于原子，然后我們可以在O -和O 2-狀態(tài)之間可逆地切換電荷。“
然后研究小組表明，他們可以使用相同的方法在兩個相鄰的氧原子之間形成受控的可逆鍵，形成分子氧(O 2)。
有趣的是，他們還發(fā)現(xiàn)，通過將尖端定位在金紅石表面的其他位置，可以遠程控制充電狀態(tài)。電子通過表面極化子轉移到氧原子上，這是電子可以穿過晶格的現(xiàn)象。
“ 此前對氧原子電荷狀態(tài)的控制水平以前是不可能的，”該研究的副作者Yan Jun Li副教授說。“我們的工作提供了一種檢測基于過渡金屬氧化物的催化反應的新方法，并且可能應用于其他原子，也可能應用于其他表面，其中通過電荷操作引發(fā)受控化學反應。”
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