Китайские учёные изучили взаимодействие колебаний в молекулах CO₂ на поверхности

Группа исследователей под руководством профессора Дун Чжэньчао из Научно-технического университета Китая провела исследование ферми-резонанса в адсорбированных на поверхности молекулах CO₂ с помощью низкотемпературной сверхвысоковакуумной сканирующей туннельной микроскопии и рамановской спектроскопии с усилением иглой (TERS).

Учёные изучали ферми-резонанс — явление, при котором происходит взаимодействие колебательных мод молекулы, приводящее к расщеплению колебательных уровней энергии. В качестве объекта исследования выступили кластеры CO₂ на слое фталоцианина кобальта, нанесённом на золото; измерения проводили при температуре около 7 К.

Для анализа применялась технология TERS: она позволила напрямую зарегистрировать изгибное колебание ν₂, которое обычно трудно наблюдать с помощью обычной рамановской спектроскопии. В ходе работы исследовались две изотопные разновидности CO₂ — с кислородом-16 и кислородом-18.

В результате эксперимента удалось чётко различить пары спектральных пиков ферми-резонанса для обеих изотопных разновидностей и с помощью модели взаимодействия двух уровней определить ключевые параметры ферми-резонанса (частоту симметричного растяжения ν₁ без связи с другой модой, разность между ν₁ и удвоенной частотой ν₂ (Δ), силу связи g и угол смешивания θ). Анализ показал, что замена изотопов кислорода существенно влияет на параметры резонанса, в том числе меняет порядок уровней ν₁ и 2ν₂.

Исследование продемонстрировало потенциал низкотемпературной сверхвысоковакуумной TERS для изучения сложных колебательных взаимодействий в адсорбированных молекулах. Полученные данные могут помочь лучше понять связь между изотопным эффектом, локальной средой адсорбции и колебательными свойствами молекул.

Ранее по теме: MIT создал модель CheMeleon для поиска перспективных молекул

Источник: Научно-технический университет Китая