国家自然科学奖推荐书-中国科学院物理研究所

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1、国家自然科学奖项目公示（2016年度）一、项目名称功能纳米量子结构的组装与物性调控三、项目简介（限1200字）项目主要以原子、分子或其聚集体为基本单元，研究其组装机制，构造并调控纳米量子结构，并实现对其物理性质的可控调制，追求功能化，为未来功能纳米量子器件的构建奠定基础。主要科学发现点包括：一、功能纳米量子结构的组装及机制：1.利用功能分子末端官能团与基底的相互作用不同在固体表面实现了功能分子选择性自组装，开创了一种新的外延生长A/B有序纳米结构的新途径一非模板选择性自组装。2.利用功能分子对针尖电子态进行修饰，实现了对二茶嵌苯分子电子结构的选择性成

2、像，为将扫描隧道电子显微镜应用于低维纳米结构的组装与物性的探测奠定了基础。3•实现了金属表面有机半导体薄膜生长过程的原位观测，获得了并五苯分子在固体表面上的亚单层和单层情况下的组装结构。为并五苯薄膜体系及相关半导体分子纳米体系的研究提供了有价值的参考。4.发展了一种单一溶剂中制备单分散贵金属及合金纳米粒子的组装方法，不仅能调控其尺寸，还能形成大面积单层和3D超晶格结构。二、功能纳米量子结构的物性调控：5.首次通过改变駄菁铁在金表面的吸附位置实现了近藤效应的可控调制，提出了调控单分子自旋量子态的可能途径。6.首次在金表面构造了具有固定偏心轴的单个分子转

3、子，实现了大面积有序阵列的组装。7.通过对分子体系输运性质的统计描述阐明了分子一电极接触对纳米量子结构输运性质的影响，给出了“平均”的平衡电导值，缩小了长期以来实验与理论之间的巨大差异。8.实现了大面积、单分散、不同直径的FesCU纳米粒子自组装超结构的可控制备，发现通过改变有序排列纳米粒子的间距可对剩余磁化率和矫顽力进行调控。科学价值、同行引用及评价：20篇主要论文包括Phys.Rev.Lett.9篇,NanoLett.1篇，被SCI正面他引1154次，其中8篇代表性论文被SCIIE面他引520次。代表性论文4是中国科学院2006年十大重大创新成果

4、“纳米量子结构可控性实验和理论研究取得新进展”的主要内容之一；代表性论文2被国际相关领域著名学者R.Temirov在其综述文章中选为针尖修饰成像的4个代表性工作之一。代表性论文3是固体表面上功能分子组装研究的基础性和系统性工作，建立了有机半导体薄膜生长过程的原位观测技术手段。代表性论文4提出了一种合成单分散、尺寸可控贵金属纳米粒子的方法，被广泛采用及多篇综述文章正面引用；代表性论文5被国际上该领域的著名学者W.-D.Schneider教授选为单个MPc磁性分子体系Kondo效应及其自旋态操纵的三个代表性工作之一；代表性论文6引起了国际同行的广泛关注，

5、被选为PhysicalReviewLetters的"Editors'Suggestion",美国物理学会Physics、英国物理学会physicsworld和NatureChina等对该研究结果进行了亮点报道；代表性论文7首次实现了电导值的理论计算与实验结果的统一，解决了分子一电极等体系中长期以来实验结果与理论模拟差异很大的问题；因代表性论文工作的重要性，受国际上相关领域著名学者T.C.Yih和L.Talpasanu邀请，为他们主编的“MicroandNanoManipulationsforBiomedicalApplications^^一书撰写一章

6、。四、客观评价邙艮2页）20篇主要论文包括PhysicalReviewLetter9篇，NanoLetters1篇，被SCI正面他引"54次，其中8篇代表性论文被SCI正面他引520次（附件）。代表性论文被国内外同行在ReviewofModernPhysics>Science>Nature子刊、PhysicalReviewLetters等权威期刊重点评述和引用。第一和第二完成人应邀在美国物理学会年会（APSMarchMeeting）>国际真空大会（IVC）、美国材料学会年会（MRSFallMeeting）>美国真空学会年会（AVS）、国际纳米科学与技

7、术会议和中国物理学会年会等国际/国内重要学术会议上做邀请报告30余次。主要引文评述如下：关于功能纳米结构在固体表面上组装机制的工作发表在PhysicalReviewLetters上，这项研究重新认识了共辄有机分子与金属基底的相互作用机制，为低维纳米结构的组装提供了有价值的参考，同时开创了一种新的外延生长A/B有序纳米结构的新途径一非模板选择性自组装，对三维有序组装和各类纳米功能器件的构造具有重要的参考价值和指导意义。另一工作通过改变无功能特性的烷姪侧链调控分子纳米体系的结构与性质，拓展了人们对有机功能分子纳米体系的控制能力。这两部分工作都是“中国科学

8、院2006年十大重大创新成果”（纳米量子结构可控性实验和理论研究取得新进展）的主要内容。【代表性论文1,主要