Innovation
En laddad bild av en molekyl
För första gången har forskare lyckats avbilda laddningsfördelningen i en molekyl. Bilderna visar hur de positiva och negativa laddningarna placerar sig i olika delar av molekylen.
Det är viktigt att känna till laddningsfördelningen för att förstå hur molekylerna fungerar i olika sammanhang. Det gäller framförallt inom fysik, kemi och biologi.
- Det är nu möjligt att undersöka laddningsfördelningen på molekylnivå, och hur laddningarna omfördelas när enskilda kemiska bindningar formas, säger Fabian Mohn, en av forskarna bakom bedriften.
Fabian Mohn, Leo Gross, Nikolaj Moll and Gerhard Meyer vid IBM i Zurich använde ett speciellt atomkraftmikroskop för att avbilda laddningen i molekylen. För att inte rubba molekylen och störa resultaten under den dygnslånga mätningen, använde de en kraftigt nedkyld mätspets, så kallad kelvinprob. Och för att inga främmande partiklar skulle fastna på mikroskopets avkännande volframspets utfördes mätningarna i extremt högt vakuum.
Avbildningstekniken kan exempelvis användas för att se hur laddningar separeras och transporteras i och mellan molekyler. Det är viktigt för att kunna utveckla effektivare fotoceller och energilager samt datorer med logik av enstaka molekyler.
- Det är avgörande när man försöker bygga föremål i atom- eller molekylskala.
Avbildningen gjordes på en naftalocyanin-molekyl, som är av speciellt intresse för forskarna. Den har två väteatomer mittemot varandra i mitten av molekylen. Atomerna kan skifta plats med en enkel spänningspuls och bilda en ny form på molekylen. Samtidigt byter laddningarna plats i korset.
Naftalocianinmolekylen har därför använts vid experiment med molekylelektronik. Exempelvis har IBMs forskare gjort en enmolekylswitch av den korsformade molekylen.
