【摘 要】
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单分子体系是一种典型的受限量子体系,?且由于其能级分立、轨道局域、化学拓展性强,?因而具有丰富的电子态、光子态以及自旋态,?这些分子体系中由量子力学决定的物态使得利用单分子作为未来量子信息的载体成为可能.?对单分子尺度量子态的探测和调控研究有利于我们“自下而上”精确构建量子器件.?由于单分子体系的尺寸限制,?宏观的表征手段难以对其进行精确地调控和探测.?扫描隧道显微镜具有高精度的实空间定位能力,?高分辨的成像和谱学能力,?可以实施原位的分子操纵,?还可以与多种外场和局域场表征技术联用,是目前精确探测和调控
【机 构】
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中国科学技术大学化学物理系, 合肥微尺度物质科学国家研究中心, 合肥 230026;上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 201210
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单分子体系是一种典型的受限量子体系,?且由于其能级分立、轨道局域、化学拓展性强,?因而具有丰富的电子态、光子态以及自旋态,?这些分子体系中由量子力学决定的物态使得利用单分子作为未来量子信息的载体成为可能.?对单分子尺度量子态的探测和调控研究有利于我们“自下而上”精确构建量子器件.?由于单分子体系的尺寸限制,?宏观的表征手段难以对其进行精确地调控和探测.?扫描隧道显微镜具有高精度的实空间定位能力,?高分辨的成像和谱学能力,?可以实施原位的分子操纵,?还可以与多种外场和局域场表征技术联用,是目前精确探测和调控分子尺度量子态特性的重要工具.?本文撷取这一领域较为代表性的进展,?介绍了基于扫描隧道显微学技术的表面吸附单分子及其相关结构中的量子态研究现状.?首先介绍了表面单分子体系量子态的制备手段,?然后分别重点介绍了单分子的局域磁自旋态以及单分子作为单光子源的光学特性.?对于石墨烯分子结构我们将其视为一种大分子的单分子体系,?分别从其拓扑电子态和自旋态的表征和调控两方面做了介绍.?最后总结并对单分子量子态研究未来的发展做了展望.
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光与物质相互作用的过程具有丰富的物理内涵,?不仅有助于理解光的本质,?更可以提供一种有效操控物质的手段.?开放式光学微腔具有光场强局域性、频率域和空间域的可调谐性以及光纤可集成性等特点,?为研究微腔内的光与物质相互作用提供了一个理想平台.?本文首先介绍基于开放式法布里-珀罗微腔的腔量子电动力学系统的基本特性,?然后介绍开放式法布里-珀罗微腔结构的制备方法,?进而从弱耦合、强耦合和差发射体三方面着重介绍近年来开放式微腔与固态单量子系统相互作用的研究工作,?最后进行了总结与展望.
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