十年之内，江嵩别离宣布一篇 Nature Nanotechnology 和 Science 论文，一切论文加起来一共有 18 篇。而从我国到美国再到法国，他的肄业脚印跨过了三个大洲。

  前不久，江嵩担任榜首作者兼一起通讯的 Science 论文总算和群众碰头。关于行将完结第二站博士后研讨的他，这或许是对过往生计的最好告知。

  现在，他正在法国国家科研中心的斯特拉斯堡物理化学资料研讨所（IPCMS，Institute Physical And Chemistry Materials De Strasbourg）做博士后研讨。在这篇论文中，江嵩和地点团队凭借外表在位组成、STM（Scanning Tunneling Microscope，扫描隧道显微镜）针尖操作、以及 STM 诱导发光等技能，让单根石墨烯纳米带完结了本征电致发光。

  研讨中，他们先是运用外表在位组成技能，在金单晶外表制备不同长度的石墨烯纳米带。

  其次，他们在样品外表进一步堆积超薄脱耦合层，并运用 STM 针尖将不同长度的石墨烯纳米带，从金属外表搬运到脱耦合层上，以按捺荧光淬灭效应。

  终究，关于脱耦合后的石墨烯纳米带，他们运用 STM 针尖注入必定能量的电子，借此来丈量石墨烯纳米带的电致发光。

  别的，课题组结合理论核算，讨论了石墨烯纳米带在电致发光进程中所触及的电子激起态、以及电子-振荡发光特性等。

  江嵩表明，研讨期间所运用的技能，能够很容易地拓宽到其他石墨烯纳米带上。这也意味着关于在单分子水平上研讨石墨烯纳米带的光电性质来说，本次效果能够供给新的思路。

  石墨烯纳米带的光电性质，激烈依靠本身的结构。而经过挑选不同的前驱体分子，就能够精准组成这种结构，然后调控其光电性质。

  鉴于本次作业所展现的办法，能被拓宽到其他石墨烯纳米带上。因而，估计这将催生更多关于石墨烯纳米带光电性质的研讨。

  一起，将石墨烯纳米带进行器材化，是该范畴的一个首要方针。在本次研讨之外，也有其他课题组报导了以石墨烯纳米带为根底的纳米器材。

  可是，因为石墨烯纳米带在大气环境中十分不稳定，所以只要在战胜相关技能难题之后，才有望真实走向实践运用。

  石墨烯，是一种由单层碳原子组成的二维薄膜，一起它也是一种半金属。其具有高强度、导电性和热导率等特色，是一种颇具出路的新式资料。

  可是，作为半金属的石墨烯，它的电子结构里不存在能带空隙，因而无法直接用于新式电子器材的制备。

  石墨烯纳米带（Graphene nanoribbons，GNRs），是一种宽度仅为几纳米的石墨烯带状结构。

  因为石墨烯纳米带的标准十分小，所以具有很强的量子约束效应。比较微观资料，它有着彻底不同电学、磁学、力学和光学性质，因而有望用于电子学、光电学和自旋电子学等范畴。

  要想组成石墨烯纳米带，能够经过化学气相堆积、光刻或切开石墨烯片等办法。可是，这些组成办法都无法完结石墨烯纳米带的精准组成。

  那么，这一问题是否有解？据了解，运用外表在位组成（On-Surface synthesis）技能，经过将前驱体分子引进金属外表，以及凭借金属外表的催化作用，就能在原子级水平上精准地组成石墨烯纳米带。

  而经过规划不同的前驱体分子，还能够调控石墨烯纳米带的标准、边际结构、掺杂位点等，然后调控石墨烯纳米带的电子结构和性质。

  2010 年，经过外表在位组成技能所制备的石墨烯纳米带初次问世[1]。尔后，各种不同类型的石墨烯纳米带，比方扶手椅型、锯齿型、手性型、异质型、元素掺杂型等也连续得到报导。

  而在最近几年，关于石墨烯纳米带拓扑性质的研讨[2]，为调控石墨烯纳米带的性质供给了新思路。

  虽然针对石墨烯纳米带电子结构的研讨一向都比较炽热。可是，学界对其光学性质的谈论一向相对不多。首要原因有二：

  首要，依托于金属外表的催化作用，石墨烯纳米带在组成后直接吸附在金属外表，然后与金属之间产生极强的相互作用，然后带来荧光淬灭效应。

  其次，凭借外表在位组成技能，仍旧无法精确操控石墨烯纳米带的长度。关于不同长度的石墨烯纳米带来说，即便将它们搬运到脱耦合层或溶液里，惯例的光学技能只能丈量这些不同纳米带的均匀的光学性质。

  正因而，在单分子水平上研讨石墨烯纳米带的光学性质的科研效果一向都比较少。根据此，江嵩等人展开了本次研讨。

  江嵩表明：“本次课题归纳了我现在地点团队的两大课题方向：纳米线的光电丈量、以及脱耦合层上分子的光电丈量。”

  在这类研讨中，他们通常会运用外表在位组成技能，来组成具有不同发光体的纳米线，并运用 STM 的针尖提起纳米线的一端，然后构成“针尖-纳米线-衬底”的单分子器材，借此来研讨其光电性质。

  可是，一旦纳米线被针尖提起之后，针尖将无法用于成像，天然也就无法取得关于样品结构的信息。

  2016 年，中日科学家连续发现运用氯化钠（NaCl）为脱耦合层，能够调查到单个分子的电致发光。

  以氯化钠作为脱耦合层之后，能够让针尖得到解放。并且，氯化钠具有易制备、高品质、层数可控等特色。因而，关于研讨单分子发光来说，氯化钠是一种抱负资料。

  自那时起，该团队紧跟这一科技前沿，并将研讨重心转换到脱耦合层的分子上，报导了不少超卓的效果[3]。

  2019 年底，江嵩参加其时地点的课题组。其时，酞菁、卟啉类等 π 共轭体系的化合物，是他们正在研讨的目标。

  “咱们其时的主意是：在更大的 π 共轭体系里，究竟能调查到什么？为此，咱们和其他课题组协作，测验了许多不同的体系。可是，在样品制备上面对很大的应战。在和导师谈论之后，咱们意识到或许能够重拾多年前的纳米线体系。”江嵩说。

  其三，此前很罕见人研讨石墨烯纳米带的光学性质，罕见的几个研讨也都是根据薄膜或溶液等体系体系。

  江嵩持续说道：“咱们的试验首要触及到：运用 STM 针尖将石墨烯纳米带提起，并搬运到氯化钠脱耦合层上，然后对石墨烯纳米带进行成像和丈量。”

  在样品制备上，他们首要选用外表在位组成技能，在金外表组成 7- 扶手椅型石墨烯纳米带 （7-AGNRs）；然后，进一步地堆积氯化钠脱耦合层。

  需求阐明的是，在试验中他们只能研讨氯化钠脱耦合层邻近的石墨烯纳米带，因为在石墨烯纳米带搬运的进程中，无法跨过其他的石墨烯纳米带。

  为了研讨不同长度石墨烯纳米带的发光性质，以及确保试验的可重复性，在消耗很多时刻之后，他们总算在样品外表寻找到适宜的区域。

  找到抱负区域之后，更大的应战便是针尖。针尖需求完结四种使命：操作石墨烯纳米带、完结 STM 成像、完结电子态丈量、以及完结光谱丈量。

  每一个使命都给针尖提出了极高的要求。江嵩表明：“一般来说针尖能够完结两三个使命就现已十分走运。最常见的状况是在完结石墨烯纳米带的搬运使命后，针尖关于石墨烯纳米带的 STM 成像十分差。而在取得明晰图画之后，针尖的发光又会变得十分弱。”

  走运的是，虽然江嵩需求一起完结多项使命，可是在十几天后一切状况都十分完美，他也成功调查到了来自脱耦合的石墨烯纳米带的发光。

  其表明：“咱们在试验中发现，从其间一些类型的石墨烯纳米带上并不能调查到电致发光，而咱们测验的榜首种石墨烯纳米带正好便是能够发光的。这阐明咱们最初的挑选是十分走运的。”

  接着，他丈量了更多的石墨烯纳米带，并深入分析了光谱数据。“形象最深入是有整整一个星期，针尖的状况都特别好。每一天我都能够研讨一根不同的石墨烯纳米带。”江嵩表明。

  在机理谈论上，他们更是斗胆假定、当心求证。因为发光进程触及到电子从激起态、到基态的跃迁，而关于石墨烯纳米带这种大标准的开壳层体系来说，基态核算就现已颇具应战性，要想激起态的性质更是难上加难。

  “可是咱们组里担任理论核算的搭档，不光成功地解说了发光进程中所触及到的激起态，更是近乎完美地解说了电子振荡光谱。别的，咱们还提出了根据多体理论的激起机制，咱们以为这种激起机制具有很强的普适性。”江嵩说。

  终究，相关论文以《单石墨烯纳米带中的拓扑局域激子》（）为题发在 Science 上，江嵩是榜首作者兼通讯作者，法国国家科研中心纪尧姆·舒尔（）教授担任通讯作者[4]。

  随后，江嵩等人对上述激起机制的普适性进行了愈加具体的讨论。相关论文以《带电分子的 STM 诱导荧光的多体表述》（）为题宣布在 Physical Review Letters 上，在被期刊主编引荐之后，还成为了当期亮点论文。[5]

  据介绍，江嵩本科就读于大连理工大学，后来到我国科学技能大学攻读直博。读博期间，其致力于研制和展开根据 STM 的高分辩光学成像技能。

  可是，受限于光学衍射的极限，该技能所能完结的空间分辩率只要几百纳米，这让科研人员无法在分子水平上研讨微观物质的组成与结构、以及分子间的相互作用。

  为此，读博期间的江嵩和其时地点的团队，根据超高真空低温 STM 体系，研宣布一款单分子拉曼散射光谱检测设备。[6]

  随后，他运用这套针尖增强拉曼（TERS，tip-enhanced Raman spectroscopy）丈量体系，面向触摸间隔在范德华相互作用范围内的不同卟啉分子，完结了明晰的化学辨认。所测得的拉曼光谱，能够明晰区域分分子的“身份”和结构。[7]

  2016 年博士结业之后，他以博士后身份参加美国西北大学，首要担任研制和展开电化学条件下的 TERS 技能。

  期间，他运用自建的电化学 TERS 技能，在酸性水溶液中取得了原子级平坦的金衬底外表、分子分辩的酞菁单层分子膜 STM 成像、以及高信噪比的 TERS 光谱。[7]

  2019 年，江嵩以博士后身份参加到法国 IPCMS，并在那里作业至今。

  下一步，江嵩和地点团队将研讨其他类型的石墨烯纳米带，一起也将展开近场光学丈量的新办法。

  具体来说，7- 扶手椅型石墨烯纳米带的电子结构相对比较简单，它之所以能够电致发光，是因为遭到拓扑边际态相关的“暗态”激子的退激起，但它在调控性质上仍旧存在必定约束。

  根据此，江嵩地点团队现已选出一些纳米带，并和研制这些纳米带的课题组展开协作，期望能够发现电子结构与发光性质的相关，然后完结石墨烯纳米带发光的可控性调理。

  别的，在本次研讨中江嵩等人还提出了根据多体理论的电致发光机制，该机制触及到电子的搬运进程，因而发光进程会遭到电子/空穴注入机制的调控。

  比较之下，光子激起进程无需依靠电子的搬运，所以可能会调查到更丰厚的现象。“所以咱们方案运用不同的近场光学技能，来研讨石墨烯纳米带的光电现象。”江嵩终究表明。

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