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Concurrent Quantitative Conductivity and Mechanical Properties Measurements of Organic Photovoltaic Materials using AFM

Organic photovoltaic  (OPV) materials are inherently inhomogeneous at the nanometer scale. Nanoscale  inhomogeneity of OPV materials affects performance ...

Argonne National Laboratory

&#x5BF9;&#x63A5;&#x53E3;&#x5C5E;&#x6027;&#x5728;&#x91D1;&#x5C5E;&#x63A5;&#x89E6;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x53D6;&#x5411;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x662F;&#x901A;&#x8FC7;&#x68C0;&#x67E5;&#x672C;&#x5730;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x51FD;&#x6570;&#x4EE5;&#x539F;&#x5B50;&#x65B9;&#x5F0F;&#x987A;&#x5229;&#x77F3;&#x58A8;&#x535F;&#x5549;&#x7684;&#x786E;&#x5B9A;&#x3002;&#x65B9;&#x5411;&#x6709;&#x6240;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x81EA;&#x7EC4;&#x88C5;&#x6C7D;&#x76F8;&#xFF0C;&#x548C;&#x5F53;&#x5730;&#x7684;&#x6F5C;&#x529B;&#x91CF;&#x5316;&#x7684;&#x5F00;&#x5C14;&#x6587;&#x529B;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; (&#x626B;&#x63CF;&#x8868;&#x9762;&#x6F5C;&#x5728;&#x955C;)&#x3002;&#x5F53;&#x5728;&#x535F;&#x5549;&#x73AF;&#x5B9A;&#x5411;&#x4E3A;&#x5E73;&#x884C;&#x4E8E;&#x886C;&#x5E95;&#xFF0C;&#x8868;&#x9762;&#x7684;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x51FD;&#x6570;&#x662F; 50 mV &#x5C0F;&#x4E8E;&#x9AD8;&#x5EA6;&#x6709;&#x5E8F;&#x7684;&#x70ED;&#x89E3;&#x77F3;&#x58A8; &#xFF1B;&#x76F8;&#x6BD4;&#x4E4B;&#x4E0B;&#xFF0C;&#x535F;&#x5549;&#x5206;&#x5B50;&#x5E73;&#x9762;&#x662F;&#x5782;&#x76F4;&#x4E8E;&#x57FA;&#x677F;&#xFF0C;&#x8868;&#x9762;&#x7684;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x51FD;&#x6570;&#x65F6;&#x4E0D;&#x53D8;&#x3002;&#x7531;&#x5206;&#x5B50;&#x4E2D;&#x7684;&#x5F02;&#x5730;&#x7684; charge densities &#x4E0E;&#x57FA;&#x677F;&#x548C;&#x53EF;&#x80FD;&#x754C;&#x9762;&#x7C98;&#x63A5;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x51E0;&#x4F55;&#x5173;&#x7CFB;&#x786E;&#x5B9A;&#x65B9;&#x5411;&#x7684;&#x8868;&#x9762;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x51FD;&#x6570;&#x4F9D;&#x8D56;&#x3002;&#x63A5;&#x53E3;&#x5C5E;&#x6027;&#x4E0E;&#x5206;&#x5B50;&#x914D;&#x7F6E;&#x4E0A;&#x7684;&#x5DEE;&#x5F02;&#x5177;&#x6709;&#x91CD;&#x8981;&#x7684;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x5F71;&#x54CD;&#x5230;&#x5206;&#x5B50;&#x7535;&#x5B50;&#x548C;&#x6709;&#x673A;&#x7535;&#x5B50;&#x8BBE;&#x5907;&#x3002;

&#x6F5C;&#x529B;&#x7684;&#x535F;&#x5549;&#x91D1;&#x5C5E;&#x63A5;&#x89E6;&#x7684;&#x5206;&#x5B50;&#x53D6;&#x5411;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x3002;

The effect of molecular orientation at metal contacts on interface properties was determined by examining the local work function of porphyrin on atomically smooth graphite. The orientation was varied by self-assembly from the vapor phase, and the local potential was quantified by Kelvin force microscopy (scanning surface potential microscopy). When the porphyrin ring is oriented parallel to the substrate, the surface work function is 50 mV less than that of the highly ordered pyrolytic graphite; in contrast, when the porphyrin molecular plane is oriented perpendicular to the substrate, the surface work function is unchanged. The orientation dependence of the surface work function is determined by the geometric relationships between the delocalized charge densities in the molecule and substrate and possible interface bonding. The differences in interface properties with molecular configuration have important design implications to molecular electronic and organic electronic devices.

The effect of molecular orientation on the potential of porphyrin-metal contacts.

L&#39;effet de l&#39;orientation mol&eacute;culaire &agrave; contacts m&eacute;talliques sur les propri&eacute;t&eacute;s de l&#39;interface a &eacute;t&eacute; d&eacute;termin&eacute; en examinant la fonction de travail locale de la porphyrine sur graphite atomiquement lisse. L&#39;orientation a &eacute;t&eacute; modifi&eacute;e par auto-assemblage de phase vapeur et du potentiel local a &eacute;t&eacute; quantifi&eacute; par microscopie &agrave; force Kelvin (microscopie potentiel surface). Quand l&#39;anneau porphyrine est orient&eacute; parall&egrave;lement au substrat, la fonction surface de travail est de 50 mV inf&eacute;rieure &agrave; celle du graphite pyrolytique hautement ordonn&eacute;e ; en revanche, lorsque le plan de la mol&eacute;cule de porphyrine est orient&eacute;e perpendiculairement au substrat, la fonction surface de travail est inchang&eacute;e. La d&eacute;pendance de l&#39;orientation de la fonction surface de travail est d&eacute;termin&eacute;e par les relations g&eacute;om&eacute;triques entre les charge densities d&eacute;localis&eacute; dans la mol&eacute;cule et liaison d&#39;interface substrat et possible. Les diff&eacute;rences dans les propri&eacute;t&eacute;s de l&#39;interface avec la configuration mol&eacute;culaire ont des implications importantes de conception &agrave; des dispositifs &eacute;lectroniques mol&eacute;culaires organiques et &eacute;lectroniques.

L&#39;effet de l&#39;orientation mol&eacute;culaire sur le potentiel de contacts m&eacute;talliques porphyrine.

Die Wirkung der molekularen Orientierung an Metallkontakte auf Eigenschaften der Benutzeroberfl&auml;che wurde ermittelt die lokale Arbeit-Funktion von Porphyrin auf atomar glatte Graphit. Die Ausrichtung wurde durch Selbstmontage aus der Dampfphase variiert und das lokale Potenzial wurde von Kelvin Force Mikroskopie (Rastermikroskopie Oberfl&auml;che potenzielle) quantifiziert. Wenn der Porphyrin-Ring parallel zum Substrat orientiert, ist die Oberfl&auml;che Arbeit-Funktion 50 mV geringer als bei den hoch geordnete pyrolytische Graphit; Wenn die Porphyrin-molekularer Ebene orientierten senkrecht auf das Substrat ist, ist die Oberfl&auml;che Arbeit-Funktion dagegen unver&auml;ndert. Die Abh&auml;ngigkeit der Orientierung der Oberfl&auml;che Arbeit Funktion wird durch die geometrischen Beziehungen zwischen den delokalisierte Charge densities im Molek&uuml;l und Substrat und m&ouml;gliche Schnittstelle Bonding bestimmt. Die Unterschiede in den Eigenschaften der Schnittstelle mit Molekulare Konfiguration haben wichtige Design Auswirkungen auf Molekulare Elektronik und organische elektronische Ger&auml;te.

Die Wirkung der molekularen Orientierung auf das Potenzial der Porphyrin-Metall-Kontakte.

L&#39;effetto di orientamento molecolare a contatti metallici sulla propriet&agrave; dell&#39;interfaccia &egrave; stato determinato esaminando la funzione lavoro locale di porfirina su grafite atomicamente liscio. L&#39;orientamento &egrave; stata variata da auto-assemblaggio dalla fase vapore, e il potenziale locale &egrave; stato quantificato mediante microscopia a forza Kelvin (superficie potenziale microscopia a scansione). Quando l&#39;anello della porfirina &egrave; orientato parallelamente al substrato, la funzione superficie di lavoro &egrave; di 50 mV inferiore a quella della grafite pirolitica altamente ordinata; al contrario, quando il piano molecolare della porfirina &egrave; orientato perpendicolarmente al substrato, la funzione superficie di lavoro &egrave; invariata. La dipendenza di orientamento della funzione superficie di lavoro &egrave; determinata dalle relazioni geometriche tra i charge densities delocalizzati nella molecola e substrato e la possibile adesione di interfaccia. Le differenze nelle propriet&agrave; di interfaccia con configurazione molecolare hanno implicazioni importanti design ai dispositivi elettronici molecolari di elettroniche e organici.

L&#39;effetto di orientamento molecolare sul potenziale di porfirina-metallo contatti.

&#x30A4;&#x30F3;&#x30BF;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A7;&#x30A4;&#x30B9;&#x7279;&#x6027;&#x306B;&#x53CA;&#x307C;&#x3059;&#x91D1;&#x5C5E;&#x63A5;&#x70B9;&#x5206;&#x5B50;&#x914D;&#x5411;&#x30DD;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EA;&#x30F3; &#x30A2;&#x30C8;&#x30DF;&#x30C3;&#x30AF;&#x6ED1;&#x3089;&#x304B;&#x306A;&#x30B0;&#x30E9;&#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30C8;&#x4E0A;&#x306E;&#x5C40;&#x6240;&#x4ED5;&#x4E8B;&#x95A2;&#x6570;&#x3092;&#x8ABF;&#x3079;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x6C7A;&#x5B9A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x5411;&#x304D;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x81EA;&#x5DF1;&#x96C6;&#x5408;&#x6C17;&#x76F8;&#x304B;&#x3089;&#x3001;&#x591A;&#x69D8;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x3001;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EB; &#x30DD;&#x30C6;&#x30F3;&#x30B7;&#x30E3;&#x30EB; (&#x8868;&#x9762;&#x96FB;&#x4F4D;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x8D70;&#x67FB;) &#x30B1;&#x30EB;&#x30D3;&#x30F3;&#x529B;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x5B9A;&#x91CF;&#x5316;&#x3092;&#x884C;&#x3063;&#x305F;&#x3002;&#x30DD;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EA;&#x30F3;&#x74B0;&#x304C;&#x57FA;&#x677F;&#x306B;&#x5E73;&#x884C;&#x306E;&#x5834;&#x5408;&#x306F;&#x3001;&#x8868;&#x9762;&#x306E;&#x4ED5;&#x4E8B;&#x95A2;&#x6570; 50 &#x3067;&#x3059; mV &#x306E;&#x9AD8;&#x914D;&#x5411;&#x71B1;&#x5206;&#x89E3;&#x9ED2;&#x925B;; &#x3088;&#x308A;&#x3082;&#x5C11;&#x306A;&#x3044;&#x5BFE;&#x7167;&#x7684;&#x306B;&#x3001;&#x30DD;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EA;&#x30F3;&#x5206;&#x5B50;&#x5E73;&#x9762;&#x306B;&#x5BFE;&#x3057;&#x3066;&#x5782;&#x76F4;&#x306B;&#x57FA;&#x677F;&#x65B9;&#x5411;&#x306E;&#x3068;&#x304D;&#x306F;&#x3001;&#x8868;&#x9762;&#x306E;&#x4ED5;&#x4E8B;&#x95A2;&#x6570;&#x306F;&#x5909;&#x66F4;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x305B;&#x3093;&#x3002;&#x65B9;&#x4F4D;&#x4F9D;&#x5B58;&#x8868;&#x9762;&#x306E;&#x4ED5;&#x4E8B;&#x95A2;&#x6570;&#x306E;&#x975E;&#x5C40;&#x5728; charge densities &#x5206;&#x5B50;&#x3068;&#x57FA;&#x677F;&#x3068;&#x306E;&#x754C;&#x9762;&#x7D50;&#x5408;&#x306E;&#x5E7E;&#x4F55;&#x5B66;&#x7684;&#x95A2;&#x4FC2;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x6C7A;&#x5B9A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x69CB;&#x6210;&#x3092;&#x6301;&#x3064;&#x30A4;&#x30F3;&#x30BF;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A7;&#x30A4;&#x30B9; &#x30D7;&#x30ED;&#x30D1;&#x30C6;&#x30A3;&#x306E;&#x9055;&#x3044;&#x306B;&#x306F;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x96FB;&#x5B50;&#x3068;&#x6709;&#x6A5F;&#x96FB;&#x5B50;&#x30C7;&#x30D0;&#x30A4;&#x30B9;&#x3078;&#x306E;&#x91CD;&#x8981;&#x306A;&#x8A2D;&#x8A08;&#x542B;&#x610F;&#x304C;&#x3042;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x30DD;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EA;&#x30F3;&#x91D1;&#x5C5E;&#x63A5;&#x89E6;&#x90E8;&#x306E;&#x96FB;&#x4F4D;&#x306B;&#x95A2;&#x3059;&#x308B;&#x5206;&#x5B50;&#x914D;&#x5411;&#x52B9;&#x679C;&#x3002;

&#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4; &#xC18D;&#xC131;&#xC5D0; &#xAE08;&#xC18D; &#xC811;&#xCD09;&#xC5D0; &#xBD84;&#xC790; &#xBC29;&#xD5A5; &#xD6A8;&#xACFC; &#xD558;&#xB098; &#xD558;&#xB098; &#xBD80;&#xB4DC;&#xB7EC;&#xC6B4; &#xD751;&#xC5F0;&#xC5D0; &#xD3EC; &#xB974; &#xD53C; &#xB9B0;&#xC758; &#xB85C;&#xCEEC; &#xC791;&#xC5C5; &#xD568;&#xC218;&#xB97C; &#xAC80;&#xC0AC; &#xD558; &#xC5EC; &#xACB0;&#xC815; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC99D;&#xAE30; &#xC704;&#xC0C1;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC790;&#xAE30; &#xC870;&#xB9BD;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xBC29;&#xD5A5;&#xC744; &#xB2E4;&#xC591; &#xD558; &#xACE0; &#xC9C0;&#xC5ED; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825; &#xCF08;&#xBE48; &#xD798; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; (&#xD45C;&#xBA74; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xC801;&#xC778; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xAC80;&#xC0AC;) &#xD558; &#xC5EC; &#xACC4;&#xB7C9; &#xD588;&#xB2E4;. &#xD3EC; &#xB974; &#xD53C; &#xB9B0; &#xBC18;&#xC9C0; &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xD3C9;&#xD589; &#xBC29;&#xD5A5; &#xB54C; &#xD45C;&#xBA74; &#xC77C; &#xD568;&#xC218;&#xB294; 50 mV &#xACE0;&#xB3C4;&#xB85C; &#xC815;&#xB82C; &#xB41C; pyrolytic &#xD751;&#xC5F0;; &#xBCF4;&#xB2E4; &#xB35C; &#xBC18;&#xBA74;, &#xD3EC; &#xB974; &#xD53C; &#xB9B0; &#xBD84;&#xC790; &#xD3C9;&#xBA74; &#xAE30;&#xD310;&#xC5D0; &#xBC29;&#xD5A5;&#xC774; &#xC218;&#xC9C1;&#xC778; &#xACBD;&#xC6B0; &#xD45C;&#xBA74; &#xC791;&#xC5C5; &#xD568;&#xC218; &#xBCC0;&#xACBD; &#xB418;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD45C;&#xBA74; &#xC791;&#xC5C5; &#xD568;&#xC218;&#xC758; &#xBC29;&#xD5A5; &#xC758;&#xC874; &#xBD84;&#xC790;&#xC5D0;&#xC11C; delocalized charge densities &#xBC0F; &#xAE30;&#xD310; &#xBC0F; &#xAC00;&#xB2A5;&#xD55C; &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4; &#xBCF8;&#xB529; &#xAC04;&#xC758; &#xAE30;&#xD558;&#xD559;&#xC801; &#xAD00;&#xACC4;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xACB0;&#xC815; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xBD84;&#xC790; &#xAD6C;&#xC131; &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4; &#xC18D;&#xC131;&#xC758; &#xCC28;&#xC774; &#xBD84;&#xC790; &#xC804;&#xC790; &#xBC0F; &#xC720;&#xAE30; &#xC804;&#xC790; &#xAE30;&#xAE30;&#xB97C; &#xB514;&#xC790;&#xC778; &#xC0C1;&#xC758; &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC758;&#xBBF8;&#xB97C;&#xAC00;&#xC9C0;&#xACE0;.

&#xD3EC; &#xB974; &#xD53C; &#xB9B0; &#xAE08;&#xC18D; &#xC811;&#xCD09;&#xC758; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC5D0; &#xBD84;&#xC790; &#xBC29;&#xD5A5; &#xD6A8;&#xACFC;.

Se determin&oacute; el efecto de la orientaci&oacute;n molecular en contactos met&aacute;licos en propiedades de la interfaz mediante el examen de la funci&oacute;n de trabajo local de porfirina en grafito at&oacute;mico suave. La orientaci&oacute;n es variada por autoensamblaje de la fase de vapor, y el potencial local se cuantific&oacute; por microscop&iacute;a de fuerza de Kelvin (microscop&iacute;a superficie potencial). Cuando el anillo de porfirina es paralelo orientado al sustrato, la funci&oacute;n de trabajo superficial es 50 mV inferior a la del grafito pirol&iacute;tico altamente ordenado; por el contrario, cuando el plano molecular de porfirina es orientado perpendicular al sustrato, la funci&oacute;n de trabajo superficial est&aacute; sin cambios. La dependencia de la orientaci&oacute;n de la funci&oacute;n superficie de trabajo est&aacute; determinada por las relaciones geom&eacute;tricas entre la charge densities deslocalizadas en la mol&eacute;cula y el sustrato y la posible vinculaci&oacute;n de interfaz. Las diferencias en las propiedades de la interfaz con configuraci&oacute;n molecular tienen implicaciones de dise&ntilde;o importantes para dispositivos electr&oacute;nicos org&aacute;nicos y electr&oacute;nicas moleculares.

El efecto de la orientaci&oacute;n molecular en el potencial de contactos de porfirina-metal.

&#x8FC7;&#x591A;&#x7684;&#x683C;&#x5B50;&#x548C;&#x94C1;&#x7535;&#x548C;&#x591A;&#x91CD;&#x94C1;&#x6027;&#x6750;&#x6599;&#x548C;&#x5F02;&#x8D28;&#x7ED3;&#x6784;&#x4E2D;&#x7684;&#x7535;&#x5B50;&#x884C;&#x4E3A;&#x6253;&#x5F00;&#x8001;&#x5EB7;&#x5230;&#x65B0;&#x5947;&#x7684;&#x7269;&#x7406;&#x73B0;&#x8C61;&#xFF0C;&#x5305;&#x62EC;&#x78C1;&#x7535;&#x8026;&#x5408;&#x548C;&#x94C1;&#x7535;&#x96A7;&#x9053;&#x3002;&#x65B0;&#x7C7B;&#x7684;&#x7535;&#x5B50;&#x3001; &#x50A8;&#x80FD;&#x3001; &#x548C;&#x4FE1;&#x606F;&#x6280;&#x672F;&#x8BBE;&#x5907;&#x7684;&#x53D1;&#x5C55;&#x5173;&#x952E;&#x53D6;&#x51B3;&#x4E8E;&#x7406;&#x89E3;&#x548C;&#x63A7;&#x5236;&#x78C1;&#x573A;&#x8BF1;&#x5BFC;&#x6781;&#x5316;&#x5207;&#x6362;&#x3002;&#x53CD;&#x6781;&#x5316;&#x8FC7;&#x7A0B;&#x88AB;&#x53D7;&#x786E;&#x5B9A;&#x6FC0;&#x6D3B;&#x80FD;&#x91CF;&#x3001; &#x5173;&#x952E;&#x5F00;&#x5173;&#x7684;&#x504F;&#x89C1;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x53CA;&#x591A;&#x8F74;&#x94C1;&#x7535;&#x4F53;&#x4E2D;&#x70ED;&#x529B;&#x5B66;&#x7B49;&#x6548;&#x504F;&#x632F;&#x6001;&#x4E4B;&#x95F4;&#x9009;&#x62E9;&#x7684;&#x7F3A;&#x9677;&#x3002;&#x7406;&#x89E3;&#x548C;&#x63A7;&#x5236;&#x94C1;&#x7535;&#x6750;&#x6599;&#x4E2D;&#x7684;&#x7F3A;&#x9677;&#x529F;&#x80FD;&#x662F;&#x672A;&#x6765;&#x7684;&#x6C27;&#x5316;&#x7269;&#x7535;&#x5B50;&#x548C;&#x56FA;&#x6001;&#x7535;&#x5316;&#x5B66;&#x534A;&#x5BFC;&#x4F53;&#x7535;&#x5B50;&#x534A;&#x5BFC;&#x4F53;&#x4E2D;&#x7684;&#x7F3A;&#x9677;&#x662F;&#x5173;&#x952E;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x91CC;&#xFF0C;&#x4E86;&#x89E3;&#x4ECB;&#x5BFC;&#x7F3A;&#x9677;&#x4EA4;&#x6362;&#x673A;&#x5236;&#xFF0C;&#x7531;&#x7535;&#x5B50;&#x548C;&#x626B;&#x63CF;&#x63A2;&#x9488;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x7814;&#x7A76;&#x8FDB;&#x5C55;&#x542F;&#x7528;&#x7684;&#x6700;&#x65B0;&#x8FDB;&#x5C55;&#x8FDB;&#x884C;&#x8BA8;&#x8BBA;&#x3002;&#x672C;&#x5730;&#x63A2;&#x6D4B;&#x5668;&#x548C;&#x7ED3;&#x6784;&#x65B9;&#x6CD5;&#x4E4B;&#x95F4;&#x7684;&#x534F;&#x540C;&#x4F5C;&#x7528;&#x63D0;&#x4F9B;&#x4E86;&#x901A;&#x8DEF;&#x7834;&#x8BD1;&#x786E;&#x5B9A;&#x6027;&#x6781;&#x5316;&#x4EE5;&#x539F;&#x5B50;&#x65B9;&#x5F0F;&#x5207;&#x6362;&#x673A;&#x5236;&#x4E0A;&#x7684;&#x5355;&#x4E2A;&#x7EA7;&#x522B;&#x5B9A;&#x4E49;&#x7F3A;&#x9677;&#x3002;

&#x94C1;&#x7535;&#x4F53;&#x4ECB;&#x5BFC;&#x7F3A;&#x9677;&#x6781;&#x5316;&#x5207;&#x6362;&#x548C;&#x76F8;&#x5173;&#x7684;&#x6750;&#x6599;&#xFF1A; &#x4ECE;&#x4ECB;&#x89C2;&#x673A;&#x5236;&#x5230;&#x539F;&#x5B50;&#x63A7;&#x5236;&#x3002;

The plethora of lattice and electronic behaviors in ferroelectric and multiferroic materials and heterostructures opens vistas into novel physical phenomena including magnetoelectric coupling and ferroelectric tunneling. The development of new classes of electronic, energy-storage, and information-technology devices depends critically on understanding and controlling field-induced polarization switching. Polarization reversal is controlled by defects that determine activation energy, critical switching bias, and the selection between thermodynamically equivalent polarization states in multiaxial ferroelectrics. Understanding and controlling defect functionality in ferroelectric materials is as critical to the future of oxide electronics and solid-state electrochemistry as defects in semiconductors are for semiconductor electronics. Here, recent advances in understanding the defect-mediated switching mechanisms, enabled by recent advances in electron and scanning probe microscopy, are discussed. The synergy between local probes and structural methods offers a pathway to decipher deterministic polarization switching mechanisms on the level of a single atomically defined defect.

Defect-mediated polarization switching in ferroelectrics and related materials: from mesoscopic mechanisms to atomistic control.

La pl&eacute;thore des treillis et des comportements &eacute;lectroniques dans les mat&eacute;riaux ferro&eacute;lectriques et MULTIFERRO&Iuml;QUE et h&eacute;t&eacute;rostructures ouvre des panoramas dans nouveaux ph&eacute;nom&egrave;nes physiques, y compris le couplage magn&eacute;to&eacute;lectrique et le tunneling ferro&eacute;lectrique. Le d&eacute;veloppement de nouvelles classes d&#39;&eacute;lectronique, stockage d&#39;&eacute;nergie et dispositifs de technologies de l&#39;information d&eacute;pend essentiellement compr&eacute;hension et contr&ocirc;le de polarisation induite par le champ de commutation. Inversion de polarisation est contr&ocirc;l&eacute;e par des d&eacute;fauts qui d&eacute;terminent l&#39;&eacute;nergie d&#39;activation, biais de commutation critiques et la s&eacute;lection entre les &Eacute;tats de polarisation thermodynamiquement &eacute;quivalent dans les mat&eacute;riaux ferro&eacute;lectriques multiaxiales. Comprendre et contr&ocirc;ler les fonctionnalit&eacute;s de d&eacute;fauts dans les mat&eacute;riaux ferro&eacute;lectriques est aussi crucial pour l&#39;avenir de l&#39;&eacute;lectronique de l&#39;oxyde et &eacute;lectrochimie &agrave; semi-conducteurs comme d&eacute;fauts dans les semi-conducteurs pour l&#39;&eacute;lectronique de semi-conducteurs. Ici, les progr&egrave;s r&eacute;cents dans la compr&eacute;hension des m&eacute;canismes de commutation m&eacute;di&eacute;e par d&eacute;faut, activ&eacute;s par les progr&egrave;s r&eacute;cents dans l&#39;&eacute;lectronique et de la microscopie de sonde, sont discut&eacute;s. La synergie entre les sondes locales et m&eacute;thodes structurelles offre une voie &agrave; d&eacute;chiffrer la polarisation d&eacute;terministe au niveau d&#39;un seul des m&eacute;canismes de commutation atomiquement d&eacute;fini de d&eacute;faut.

Commutation de polarisation induite par d&eacute;faut dans les mat&eacute;riaux ferro&eacute;lectriques et mat&eacute;riels connexes : de m&eacute;soscopique des m&eacute;canismes de contr&ocirc;le atomistique.

Die Vielzahl von Gitter und elektronische Verhaltensweisen in Ferroelectric und Multiferroic Materialien und Heterostrukturen er&ouml;ffnet Horizonte in neuartige physikalische Ph&auml;nomene, einschlie&szlig;lich magnetoelektrischen Kupplung und ferroelektrische tunneling. Die Entwicklung von neuen Klassen von elektronischen, Energie-Speicher und IT-Ger&auml;te, h&auml;ngt entscheidend von Verst&auml;ndnis und controlling, Feld-induzierte Polarisation zu wechseln. Polarisation Umkehr wird durch defekte gesteuert, die Aktivierungsenergie, kritische switching Voreingenommenheit und die Auswahl zwischen thermodynamisch gleicher Polarisation in multiaxial ferroelektrischen bestimmen. Verstehen und Steuerung defekt-Funktionalit&auml;t in ferroelektrischen Materialien ist so entscheidend f&uuml;r die Zukunft von oxid-Elektronik und Solid-State-Elektrochemie wie defekten in Halbleitern f&uuml;r Halbleiter-Elektronik sind. Hier sind die j&uuml;ngsten Fortschritte im Verst&auml;ndnis der Defekt-vermittelte switching-Mechanismen, aktiviert die j&uuml;ngsten Fortschritte in Elektron und Scan Pr&uuml;fspitze Mikroskopie, diskutiert. Die Synergie zwischen lokalen Sonden und strukturellen Methoden bietet ein Weg, deterministische Polarisation umschalten Mechanismen auf der Ebene eines einzelnen atomar zu entziffern defekt definiert.

Defekt-vermittelte Polarisation Umschalten in ferroelektrischen und verwandte Materialien: von mesoskopischen Mechanismen atomistischen steuern.

La pletora di reticolo e comportamenti elettronici in ferroelectric e multiferroic materiali ed eterostrutture apre panorami nuovi fenomeni fisici compresi accoppiamento magnetoelettriche e tunneling ferroelettrici. Lo sviluppo di nuove classi di elettronica, stoccaggio di energia e dispositivi di tecnologia dell&#39;informazione dipende criticamente dalla comprensione e controllo polarizzazione indotta dal campo di commutazione. Inversione di polarizzazione &egrave; controllato dai difetti che determinano l&#39;energia di attivazione, critico bias di commutazione e la selezione tra Stati di polarizzazione termodinamicamente equivalente in multiaxial ferroelettrici. Comprensione e controllo della funzionalit&agrave; di difetto nei materiali ferroelettrici &egrave; critico per il futuro dell&#39;elettronica di ossido ed elettrochimica a stato solido come difetti nei semiconduttori sono per l&#39;elettronica dei semiconduttori. Qui, i recenti progressi nella comprensione dei meccanismi commutazione difetto-mediata, attivati da recenti progressi in elettroni e microscopia di sonda, sono discussi. La sinergia tra i metodi strutturali e sonde locali offre un percorso di decifrare deterministico polarizzazione commutazione atomicamente meccanismi a livello di un singolo definito difetto.

Polarizzazione mediata da difetto di commutazione in ferroelettrici e materiali correlati: da mesoscopiche meccanismi di controllo atomistico.

&#x30DE;&#x30EB;&#x30C1;&#x30D5;&#x30A7;&#x30ED;&#x30A4;&#x30C3;&#x30AF;&#x5F37;&#x8A98;&#x96FB;&#x4F53;&#x6750;&#x6599;&#x3068;&#x30D8;&#x30C6;&#x30ED;&#x69CB;&#x9020;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x683C;&#x5B50;&#x3068;&#x96FB;&#x5B50;&#x306E;&#x8304;&#x591A;&#x306E;&#x773A;&#x671B;&#x30DE;&#x30B0;&#x30CD;&#x30C8;&#x30A8;&#x30EC;&#x30AF; &#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF; &#x30AB;&#x30C3;&#x30D7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3068;&#x5F37;&#x8A98;&#x96FB;&#x4F53;&#x30C8;&#x30F3;&#x30CD;&#x30EB;&#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x65B0;&#x898F;&#x306E;&#x7269;&#x7406;&#x73FE;&#x8C61;&#x306B;&#x958B;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x96FB;&#x5B50;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x30AF;&#x30E9;&#x30B9;&#x3001;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC; &#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B8;&#x3001;&#x60C5;&#x5831;&#x6280;&#x8853;&#x6A5F;&#x5668;&#x306E;&#x958B;&#x767A;&#x306F;&#x3001;&#x6279;&#x5224;&#x7684;&#x306B;&#x7406;&#x89E3;&#x3068;&#x78C1;&#x5834;&#x8A98;&#x8D77;&#x504F;&#x5149;&#x30B9;&#x30A4;&#x30C3;&#x30C1;&#x30F3;&#x30B0;&#x5236;&#x5FA1;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x7570;&#x306A;&#x308A;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5206;&#x6975;&#x53CD;&#x8EE2;&#x69CB;&#x9020;&#x306F;&#x6D3B;&#x6027;&#x5316;&#x30A8;&#x30CD;&#x30EB;&#x30AE;&#x30FC;&#x3001;&#x30AF;&#x30EA;&#x30C6;&#x30A3;&#x30AB;&#x30EB;&#x306A;&#x30B9;&#x30A4;&#x30C3;&#x30C1;&#x30F3;&#x30B0; &#x30D0;&#x30A4;&#x30A2;&#x30B9;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x591A;&#x8EF8;&#x5F37;&#x8A98;&#x96FB;&#x4F53;&#x306E;&#x71B1;&#x529B;&#x5B66;&#x7684;&#x7B49;&#x4FA1;&#x306E;&#x504F;&#x5149;&#x72B6;&#x614B;&#x306E;&#x9593;&#x306E;&#x9078;&#x629E;&#x3092;&#x6C7A;&#x5B9A;&#x306E;&#x6B20;&#x9665;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5236;&#x5FA1;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7406;&#x89E3;&#x3057;&#x3001;&#x5F37;&#x8A98;&#x96FB;&#x4F53;&#x6750;&#x6599;&#x306E;&#x6B20;&#x9665;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x5236;&#x5FA1;&#x3059;&#x308B;&#x534A;&#x5C0E;&#x4F53;&#x4E2D;&#x306E;&#x6B20;&#x9665;&#x306E;&#x534A;&#x5C0E;&#x4F53;&#x30A8;&#x30EC;&#x30AF;&#x30C8;&#x30ED;&#x30CB;&#x30AF;&#x30B9;&#x3044;&#x308B;&#x307B;&#x3069;&#x91CD;&#x8981;&#x9178;&#x5316;&#x7269;&#x30A8;&#x30EC;&#x30AF;&#x30C8;&#x30ED;&#x30CB;&#x30AF;&#x30B9;&#x3068;&#x56FA;&#x4F53;&#x96FB;&#x6C17;&#x5316;&#x5B66;&#x306E;&#x672A;&#x6765;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x3053;&#x3067;&#x306F;&#x3001;&#x96FB;&#x5B50;&#x3068;&#x8D70;&#x67FB;&#x578B;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x306E;&#x6700;&#x8FD1;&#x306E;&#x9032;&#x6B69;&#x3067;&#x6709;&#x52B9;&#x306B;&#x306A;&#x3063;&#x3066;&#x3001;&#x6B20;&#x9665;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x305F;&#x30B9;&#x30A4;&#x30C3;&#x30C1;&#x30F3;&#x30B0; &#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x306E;&#x7406;&#x89E3;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x6700;&#x8FD1;&#x306E;&#x9032;&#x6B69;&#x3092;&#x8AAC;&#x660E;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EB; &#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x3068;&#x69CB;&#x9020;&#x65B9;&#x6CD5;&#x306E;&#x76F8;&#x4E57;&#x6C7A;&#x5B9A;&#x7684;&#x504F;&#x5149;&#x30B9;&#x30A4;&#x30C3;&#x30C1;&#x30F3;&#x30B0;&#x6A5F;&#x69CB;&#x3001;&#x5358;&#x4E00;&#x306E;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x3067;&#x30A2;&#x30C8;&#x30DF;&#x30C3;&#x30AF;&#x3092;&#x89E3;&#x8AAD;&#x3059;&#x308B;&#x7D4C;&#x8DEF;&#x6B20;&#x9665;&#x306E;&#x5B9A;&#x7FA9;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x5F37;&#x8A98;&#x96FB;&#x4F53;&#x306E;&#x6B20;&#x9665;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x305F;&#x504F;&#x5149;&#x306E;&#x30B9;&#x30A4;&#x30C3;&#x30C1;&#x30F3;&#x30B0;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x95A2;&#x9023;&#x6750;&#x6599;: &#x30E1;&#x30BE;&#x30B9;&#x30B3; &#x30D4;&#x30C3;&#x30AF; &#x30E1;&#x30AB;&#x30CB;&#x30BA;&#x30E0;&#x3092;&#x539F;&#x5B50;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x5236;&#x5FA1;&#x304B;&#x3089;&#x3002;

&#xACA9;&#xC790; &#xBC0F; &#xC804;&#xC790; &#xB3D9;&#xC791; ferroelectric &#xBC0F; multiferroic &#xC7AC;&#xB8CC;&#xC640; heterostructures&#xC5D0;&#xC11C;&#xC758; &#xACFC;&#xB2E4; &#xD55C; magnetoelectric &#xCEE4;&#xD50C;&#xB9C1; ferroelectric &#xD130;&#xB110;&#xB9C1; &#xB4F1; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xBB3C;&#xB9AC;&#xC801; &#xD604;&#xC0C1;&#xC73C;&#xB85C; &#xD48D;&#xACBD;&#xC744; &#xC5FD;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC804;&#xC790;&#xC758; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xD074;&#xB798;&#xC2A4;, &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0; &#xC800;&#xC7A5; &#xBC0F; &#xC815;&#xBCF4; &#xAE30;&#xC220; &#xC7A5;&#xCE58; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xBE44;&#xD310;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xC774;&#xD574; &#xD558; &#xACE0; &#xD544;&#xB4DC; &#xC720;&#xB3C4; &#xBD84;&#xADF9; &#xC2A4;&#xC704;&#xCE6D; &#xC81C;&#xC5B4;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xB2EC;&#xB77C; &#xC9D1;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xBD84;&#xADF9; &#xBC18;&#xC804;&#xC740; &#xD65C;&#xC131;&#xD654; &#xC5D0;&#xB108;&#xC9C0;, &#xC911;&#xC694; &#xD55C; &#xC2A4;&#xC704;&#xCE6D; &#xD3B8;&#xACAC;&#xACFC; &#xB2E4;&#xCD95; ferroelectrics&#xC5D0; thermodynamically &#xB3D9;&#xC77C;&#xD55C; &#xD3B8;&#xAD11; &#xC0C1;&#xD0DC; &#xC0AC;&#xC774; &#xC120;&#xD0DD;&#xC744; &#xACB0;&#xC815; &#xD558;&#xB294; &#xACB0;&#xD568;&#xC5D0; &#xC758;&#xD574; &#xC81C;&#xC5B4; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774;&#xD574;&#xC640; ferroelectric &#xC7AC;&#xB8CC;&#xC5D0; &#xACB0;&#xD568;&#xC774; &#xAE30;&#xB2A5; &#xC81C;&#xC5B4; &#xBC18;&#xB3C4;&#xCCB4; &#xC804;&#xC790; &#xBC18;&#xB3C4;&#xCCB4;&#xC758; &#xACB0;&#xD568;&#xC740; &#xC0B0;&#xD654;&#xBB3C; &#xC804;&#xC790;&#xC640; &#xACE0;&#xCCB4; &#xC804;&#xAE30; &#xD654;&#xD559;&#xC758; &#xBBF8;&#xB798;&#xC5D0; &#xC911;&#xB300; &#xD558;&#xB2E4;. &#xC5EC;&#xAE30;, &#xACB0;&#xD568; &#xC911;&#xC7AC; &#xC2A4;&#xC704;&#xCE6D; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xC774;&#xD574;, &#xC804;&#xC790; &#xBC0F; &#xC2A4;&#xCE90;&#xB2DD; &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD;&#xC758; &#xCD5C;&#xADFC; &#xBC1C;&#xC804;&#xC73C;&#xB85C; &#xD65C;&#xC131;&#xD654;&#xC758; &#xCD5C;&#xADFC; &#xBC1C;&#xC804;&#xC740; &#xC124;&#xBA85; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xB85C;&#xCEEC; &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xBC0F; &#xAD6C;&#xC870;&#xC801; &#xBC29;&#xBC95; &#xC0AC;&#xC774;&#xC758; &#xC2DC;&#xB108;&#xC9C0; &#xD558;&#xB098; &#xD558;&#xB098; &#xB2E8;&#xC77C; &#xC218;&#xC900;&#xC758; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; &#xC804;&#xD658; &#xD558;&#xB294; &#xACB0;&#xC815;&#xC801; &#xC591;&#xADF9; &#xD654; &#xD574;&#xB3C5; &#xD1B5;&#xB85C; &#xC815;&#xC758; &#xACB0;&#xD568;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xACB0;&#xD568; &#xC911;&#xC7AC; &#xC591;&#xADF9; &#xD654; ferroelectrics&#xC758; &#xC2A4;&#xC704;&#xCE6D; &#xBC0F; &#xAD00;&#xB828;&#xB41C; &#xC790;&#xB8CC;: &#xC0DD;&#xCCB4; &#xBA54;&#xCEE4;&#xB2C8;&#xC998;&#xC744; atomistic &#xC81C;&#xC5B4;&#xC5D0;&#xC11C;.

La pl&eacute;tora de enrejado y comportamientos electr&oacute;nicos en materiales ferroel&eacute;ctricos y multiferroicos y heteroestructuras abre vistas en nuevos fen&oacute;menos f&iacute;sicos como acoplamiento Magneto y t&uacute;nel ferroel&eacute;ctricos. El desarrollo de nuevas clases de electr&oacute;nica, almacenamiento de energ&iacute;a y dispositivos de tecnolog&iacute;a de la informaci&oacute;n depende cr&iacute;ticamente de la comprensi&oacute;n y el control de polarizaci&oacute;n inducida por el campo de la conmutaci&oacute;n. Revocaci&oacute;n de la polarizaci&oacute;n es controlada por defectos que determinan la selecci&oacute;n entre los Estados de polarizaci&oacute;n termodin&aacute;micamente equivalente en multiaxiales ferroelectrics, energ&iacute;a de activaci&oacute;n y sesgo cr&iacute;tico de conmutaci&oacute;n. Comprender y controlar la funcionalidad del defecto en materiales ferroel&eacute;ctricos es tan importante para el futuro de la electr&oacute;nica de &oacute;xido y electroqu&iacute;mica de estado s&oacute;lido, como defectos en semiconductores son para la electr&oacute;nica de semiconductores. Aqu&iacute;, los avances recientes en la comprensi&oacute;n de los mecanismos de conmutaci&oacute;n mediada por defecto, activados los recientes avances en electr&oacute;nica y microscop&iacute;a de sonda, se discuten. La sinergia entre las puntas de prueba locales y m&eacute;todos estructurales ofrece una v&iacute;a para descifrar la polarizaci&oacute;n determinista conmutaci&oacute;n mecanismos en el nivel de un solo at&oacute;mico definido defecto.

Cambio de polarizaci&oacute;n mediada por defecto en ferroelectrics y materiales relacionados: mesosc&oacute;pica mecanismos para controlar atom&iacute;stica.

&#x7D2B;&#x8272;&#x819C;&#x76F8;&#x53D8;&#x5DF2;&#x8FC7;&#x53BB;&#x4E24;&#x5E74;&#x4E2D;&#x8FA9;&#x8BBA;&#x7684;&#x9898;&#x76EE;&#x3002;&#x5728;&#x8FD9;&#x9879;&#x5DE5;&#x4F5C;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x53EF;&#x9006;&#x8F6C;&#x53D8;&#x7684;&#x7D2B;&#x8272;&#x819C;&#x7814;&#x7A76;&#x73B0;&#x72B6;&#x4E2D;&#x6839;&#x636E;&#x4E0D;&#x540C;&#x7684;&#x52A0;&#x70ED;&#x5236;&#x5EA6; (&#x5168;&#x7403;&#x52A0;&#x70ED;&#x548C;&#x5C40;&#x90E8;&#x52A0;&#x70ED;) zeptoliter &#x5377; 50-60 &deg; C &#x8303;&#x56F4;&#x5185;&#x3002;&#x53EF;&#x9006;&#x76F8;&#x53D8;&#x7684;&#x6E29;&#x5EA6;&#x662F; 52 &plusmn; 5 &deg; C &#x7684;&#x672C;&#x5730;&#x548C;&#x5168;&#x7403;&#x7684;&#x52A0;&#x70ED;&#xFF0C;&#x652F;&#x6301;&#x8FD9;&#x4E2A;&#x5047;&#x8BBE;&#xFF0C;&#x8FD9;&#x79CD;&#x8FC7;&#x6E21;&#xFF0C;&#x4E3B;&#x8981;&#x662F; bR &#x5206;&#x5B50;&#x548C;&#x4E09;&#x805A;&#x4F53;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x91CD;&#x7EC4;&#x3002;&#x4E3A;&#x4E86;&#x5B9E;&#x73B0;&#x9AD8;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x6D4B;&#x91CF;&#x7684;&#x6E29;&#x5EA6;&#x4F9D;&#x8D56;&#x9636;&#x6BB5;&#x8FC7;&#x6E21;&#xFF0C;&#x65B0;&#x7684;&#x626B;&#x63CF;&#x63A2;&#x9488;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x57FA;&#x7840;&#x6CD5;&#x4E86;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x76F8;&#x4FE1;&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x65B0;&#x6280;&#x672F;&#x53EF;&#x4EE5;&#x6269;&#x5C55;&#x5230;&#x5176;&#x4ED6;&#x751F;&#x7269;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x548C;&#x53EF;&#x6709;&#x52A9;&#x4E8E;&#x5728;&#x590D;&#x6742;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x4E2D;&#x7684;&#x975E;&#x5747;&#x5300;&#x76F8;&#x53D8;&#x7684;&#x7406;&#x89E3;&#x3002;

&#x76F8;&#x53D8;&#x6E29;&#x5EA6;&#x4F9D;&#x8D56;&#x7684; zeptoliter &#x5377;&#x7684;&#x590D;&#x6742;&#x7684;&#x751F;&#x7269;&#x819C;&#x3002;

Phase transitions in purple membrane have been a topic of debate for the past two decades. In this work we present studies of a reversible transition of purple membrane in the 50-60â€‰Â°C range in zeptoliter volumes under different heating regimes (global heating and local heating). The temperature of the reversible phase transition is 52 Â± 5â€‰Â°C for both local and global heating, supporting the hypothesis that this transition is mainly due to a structural rearrangement of bR molecules and trimers. To achieve high resolution measurements of temperature-dependent phase transitions, a new scanning probe microscopy-based method was developed. We believe that our new technique can be extended to other biological systems and can contribute to the understanding of inhomogeneous phase transitions in complex systems.

Temperature-dependent phase transitions in zeptoliter volumes of a complex biological membrane.

Transitions de phase dans la membrane pourpre ont &eacute;t&eacute; un sujet de d&eacute;bat pour les deux derni&egrave;res d&eacute;cennies. Dans ce travail, nous pr&eacute;sentons les &eacute;tudes d&#39;une transition r&eacute;versible de la membrane pourpre dans la gamme de 50-60 &deg; C en zeptoliter des volumes sous des r&eacute;gimes diff&eacute;rents de chauffage (chauffage global et local chauffage). La temp&eacute;rature de la transition de phase r&eacute;versible est 52 &plusmn; 5 &deg; C pour le chauffage des locaux et mondiaux, supporte l&#39;hypoth&egrave;se que cette transition est principalement due &agrave; un r&eacute;arrangement structural des mol&eacute;cules de bR et trim&egrave;res. Pour obtenir des mesures de haute r&eacute;solution de transitions de phase d&eacute;pend de la temp&eacute;rature, a d&eacute;velopp&eacute; une m&eacute;thode de microscopie bas&eacute;e sur nouvelle sur les balayage sonde. Nous croyons que notre nouvelle technique peut &ecirc;tre &eacute;tendue &agrave; d&#39;autres syst&egrave;mes biologiques et peut contribuer &agrave; la compr&eacute;hension des transitions de phase non homog&egrave;nes dans des syst&egrave;mes complexes.

Transitions de phase d&eacute;pend de la temp&eacute;rature zeptoliter volumes d&#39;une membrane biologique complexe.

Phasen&uuml;berg&auml;nge in lila Membran sind seit den letzten zwei Jahrzehnten diskutiert. In dieser Arbeit pr&auml;sentieren wir Studien &uuml;ber einen reversiblen &Uuml;bergang lila Membran im Bereich von 50-60 &deg; C in Zeptoliter B&auml;nden unter verschiedenen Heizung Regimen (globale Erw&auml;rmung und lokale Heizung). Die Temperatur des Phasen&uuml;bergangs reversible ist 52 &plusmn; 5 &deg; C f&uuml;r lokale und globale Heizung, unterst&uuml;tzen die Hypothese, die diesen &Uuml;bergang vor allem auf eine strukturelle Neuordnung des bR-Molek&uuml;le und Trimere ist. Um hochaufl&ouml;sende Messungen der temperaturabh&auml;ngige Phasenumwandlungen zu erreichen, wurde eine neue Scan Pr&uuml;fspitze Mikroskopie-basierte Methode entwickelt. Wir glauben, dass unsere neue Technik an andere biologische Systeme erweitert werden kann und dazu, das Verst&auml;ndnis der inhomogenen Phasen&uuml;berg&auml;nge in komplexen Systemen beitragen kann.

Temperaturabh&auml;ngige Phasenumwandlungen in Zeptoliter B&auml;nden einer komplexen biologischen Membran.

Le transizioni di fase in membrana viola sono stati un argomento di dibattito per gli ultimi due decenni. In questo lavoro presentiamo gli studi di una transizione reversibile della membrana viola nella gamma 50-60 &deg; C in zeptoliter volumi sotto i regimi differenti di riscaldamento (riscaldamento locale e riscaldamento globale). La temperatura di transizione di fase reversibile &egrave; 52 &plusmn; 5 &deg; C per il riscaldamento di locale e globale, sostenendo l&#39;ipotesi che questa transizione &egrave; principalmente a causa di una riorganizzazione strutturale di molecole bR e trimeri. Per ottenere misure ad alta risoluzione delle transizioni di fase temperatura-dipendente, &egrave; stato sviluppato un nuova scansione sonda microscopia-metodo basato su. Noi crediamo che la nostra nuova tecnica pu&ograve; essere estesa ad altri sistemi biologici e pu&ograve; contribuire alla comprensione delle transizioni di fase disomogeneo in sistemi complessi.

Transizioni di fase temperatura-dipendente in zeptoliter volumi di una complessa membrana biologica.

&#x7D2B;&#x819C;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x76F8;&#x8EE2;&#x79FB;&#x306F;&#x904E;&#x53BB; 20 &#x5E74;&#x9593;&#x306E;&#x8B70;&#x8AD6;&#x306E;&#x30C8;&#x30D4;&#x30C3;&#x30AF;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x4ED5;&#x4E8B;&#x306B; zeptoliter &#x30DC;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30E0;&#x7570;&#x306A;&#x308B;&#x6696;&#x623F;&#x30EC;&#x30B8;&#x30FC;&#x30E0; &#xFF08;&#x30B0;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D0;&#x30EB;&#x6696;&#x623F;&#x3068;&#x5C40;&#x6240;&#x52A0;&#x71B1;&#xFF09; &#x306E;&#x4E0B;&#x3067; 50-60 &#x2103; &#x306E;&#x6E29;&#x5EA6;&#x7BC4;&#x56F2;&#x3067;&#x306E;&#x30EA;&#x30D0;&#x30FC;&#x30B7;&#x30D6;&#x30EB;&#x306E;&#x8EE2;&#x79FB;&#x7D2B;&#x819C;&#x306E;&#x7814;&#x7A76;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x53EF;&#x9006;&#x7684;&#x76F8;&#x8EE2;&#x79FB;&#x6E29;&#x5EA6;&#x306F; 52 &plusmn; 5 &deg; C&#x3001;&#x3053;&#x306E;&#x79FB;&#x884C;&#x306E;&#x30B9;&#x30C1;&#x30EC;&#x30F3;&#x30C0;&#x30A4;&#x30DE;&#x30FC;&#x53CA;&#x3073; bR &#x5206;&#x5B50;&#x69CB;&#x9020;&#x306E;&#x8EE2;&#x4F4D;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x4E3B;&#x306B;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x4EEE;&#x8AAC;&#x3092;&#x652F;&#x63F4;&#x3059;&#x308B;&#x3001;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AB;&#x30EB;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x30B0;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D0;&#x30EB;&#x306E;&#x6696;&#x623F;&#x3067;&#x3059;&#x3002;&#x9AD8;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x6E29;&#x5EA6;&#x4F9D;&#x5B58;&#x578B;&#x76F8;&#x8EE2;&#x79FB;&#x306E;&#x6E2C;&#x5B9A;&#x3092;&#x5B9F;&#x73FE;&#x3059;&#x308B;&#x306B;&#x306F;&#x3001;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x8D70;&#x67FB;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x65B9;&#x6CD5;&#x304C;&#x958B;&#x767A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x306F;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x306E;&#x65B0;&#x3057;&#x3044;&#x624B;&#x6CD5;&#x306F;&#x4ED6;&#x306E;&#x751F;&#x7269;&#x7CFB;&#x306B;&#x62E1;&#x5F35;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x3001;&#x4E0D;&#x5747;&#x8CEA;&#x76F8;&#x8EE2;&#x79FB;&#x306E;&#x7406;&#x89E3;&#x306B;&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3067;&#x8CA2;&#x732E;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x304C;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x4FE1;&#x3058;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x8907;&#x96D1;&#x306A;&#x751F;&#x4F53;&#x819C;&#x306E; zeptoliter &#x30DC;&#x30EA;&#x30E5;&#x30FC;&#x30E0;&#x306E;&#x6E29;&#x5EA6;&#x4F9D;&#x5B58;&#x578B;&#x76F8;&#x8EE2;&#x79FB;&#x3002;

&#xC0C1;&#xC804;&#xC774; &#xBCF4;&#xB77C;&#xC0C9; &#xB9C9;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC9C0;&#xB09C; 2 &#xB144;&#xAC04;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD1A0;&#xB860;&#xC758; &#xC8FC;&#xC81C; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xC791;&#xD488;&#xC5D0;&#xC11C;&#xB294; &#xB2E4;&#xB978; &#xB09C;&#xBC29; &#xC2DC;&#xC124; &#xC815;&#xAD8C; (&#xAE00;&#xB85C;&#xBC8C; &#xB09C;&#xBC29; &#xC2DC;&#xC124; &#xBC0F; &#xC9C0;&#xC5ED; &#xB09C;&#xBC29; &#xC2DC;&#xC124;)&#xC5D0;&#xC11C; zeptoliter &#xBCFC;&#xB968;&#xC5D0; 50-60 &deg; C &#xBC94;&#xC704;&#xC5D0;&#xC11C; &#xAC00;&#xC5ED; &#xBCF4;&#xB77C;&#xC0C9; &#xBA64;&#xBE0C;&#xB808;&#xC778; &#xC804;&#xD658;&#xC758; &#xC5F0;&#xAD6C; &#xC18C;&#xAC1C;. &#xB418;&#xB3CC;&#xB9B4; &#xC218; &#xC0C1;&#xC804;&#xC774; &#xC628;&#xB3C4;&#xAC00; 52 &plusmn; 5 &deg; C&#xC774;&#xC774; &#xBCC0;&#xD654;&#xB294; &#xC8FC;&#xB85C; &#xBE0C;&#xB86C; &#xBD84;&#xC790;&#xC640; trimers&#xC758; &#xAD6C;&#xC870;&#xC801; &#xC7AC;&#xBC30;&#xC5F4; &#xD558;&#xB294; &#xAC00;&#xC124;&#xC744; &#xC9C0; &#xC6D0;&#xD558;&#xB294; &#xB85C;&#xCEEC; &#xBC0F; &#xAE00;&#xB85C;&#xBC8C; &#xB09C;&#xBC29; &#xC2DC;&#xC124;. &#xC628;&#xB3C4; &#xB530;&#xB77C; &#xC0C1;&#xC804;&#xC774;&#xC758; &#xACE0;&#xD574;&#xC0C1; &#xCE21;&#xC815;&#xC744; &#xB2EC;&#xC131; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xC2A4;&#xCE90;&#xB2DD; &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD;-&#xAE30;&#xBC18; &#xBC29;&#xBC95;&#xC774; &#xAC1C;&#xBC1C; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC6B0;&#xB9AC;&#xC758; &#xC0C8;&#xB85C;&#xC6B4; &#xAE30;&#xC220;&#xC740; &#xB2E4;&#xB978; &#xC0DD;&#xBB3C; &#xD559;&#xC801; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC744; &#xD655;&#xC7A5;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC73C;&#xBA70; &#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD718;&#xB3C4;&#xAC00; &#xC0C1;&#xC804;&#xC774;&#xC758; &#xC774;&#xD574;&#xC5D0; &#xAE30;&#xC5EC;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB2E4; &#xBBFF;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xBCF5;&#xC7A1; &#xD55C; &#xC0DD;&#xBB3C; &#xB9C9;&#xC758; zeptoliter &#xBCFC;&#xB968;&#xC5D0; &#xC628;&#xB3C4; &#xB530;&#xB77C; &#xC0C1;&#xC804;&#xC774;.

Transiciones de fase en membrana p&uacute;rpura han sido un tema de debate durante las &uacute;ltimas dos d&eacute;cadas. En este trabajo presentamos estudios de una transici&oacute;n reversible de membrana p&uacute;rpura en el rango de 50-60 &deg; C en zeptoliter vol&uacute;menes bajo reg&iacute;menes diferentes de calefacci&oacute;n (calentamiento global y calentamiento local). La temperatura de la transici&oacute;n de fase reversible es 52 &plusmn; 5 &deg; C para la calefacci&oacute;n local y global, apoyando la hip&oacute;tesis que esta transici&oacute;n se debe principalmente a un cambio estructural de mol&eacute;culas de bR y trimers. Para lograr mediciones de alta resoluci&oacute;n de transiciones de fase dependiente de la temperatura, se desarroll&oacute; un nueva sonda basadas en microscopia m&eacute;todo de exploraci&oacute;n. Creemos que nuestra nueva t&eacute;cnica puede ampliarse a otros sistemas biol&oacute;gicos y puede contribuir a la comprensi&oacute;n de las transiciones de fase no homog&eacute;nea de sistemas complejos.

Transiciones de fase de dependientes de la temperatura en vol&uacute;menes de zeptoliter de una membrana biol&oacute;gica compleja.

&#x7EB3;&#x7C73;&#x5C3A;&#x5EA6;&#x8FD1;&#x7AEF;&#x63A2;&#x5934;&#x70ED;&#x529B;&#x89E3;&#x5438;/&#x7535;&#x55B7;&#x96FE;&#x7535;&#x79BB;&#x8D28;&#x8C31;&#x6CD5; (TD-&#x8D28;&#x8C31;) &#x8868;&#x660E;&#x5496;&#x5561;&#x56E0;&#x4ECE;&#x8584;&#x819C;&#x5728;&#x539F;&#x5B50;&#x529B;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C; &#xFF08;AFM&#xFF09; &#x4F7F;&#x7528; 30 nm &#x76F4;&#x5F84;&#x7EB3;&#x7C73;&#x70ED;&#x5206;&#x6790; (&#x7EB3;&#x7C73; TA) &#x63A2;&#x9488;&#x7684;&#x5C16;&#x7AEF;&#x5206;&#x5B50;&#x8868;&#x9762;&#x91C7;&#x6837;&#x8026;&#x5408;&#x901A;&#x8FC7;&#x6C34;&#x6C7D;&#x8F93;&#x9001;&#x7BA1;&#x7EBF;&#x548C; ESI &#x63A5;&#x53E3;&#x5230; MS &#x68C0;&#x6D4B;&#x5E73;&#x53F0;&#x3002;&#x4F7F;&#x7528;&#x63A2;&#x9488;&#x6E29;&#x5EA6;&#x4E3A; 350 &deg; C &#x548C; 30 &#x73B0;&#x573A;&#x91C7;&#x6837;&#x65F6;&#x95F4; s&#x3001; &#x9525;&#x5F62;&#x5438;&#x5751; 250 nm &#x76F4;&#x5F84;&#x548C; 100 nm &#x6DF1;&#x521B;&#x5EFA;&#x901A;&#x8FC7;&#x968F;&#x540E;&#x5730;&#x5F62;&#x5F71;&#x50CF;&#x7684;&#x540C;&#x4E00;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x5185;&#x8868;&#x9762;&#x6240;&#x793A;&#x3002;&#x81EA;&#x52A8;&#x91C7;&#x6837;&#x7684;&#x666F;&#x70B9;&#x4E0E;&#x666F;&#x70B9;&#xFF0C;2 &mu; m &#x95F4;&#x8DDD; 5 &times; 2 &#x9635;&#x5217;&#x548C;&#x5B9E;&#x65F6;&#x4F7F;&#x7528;&#x4E32;&#x8054;&#x8D28;&#x8C31; desorbed &#x5496;&#x5561;&#x56E0;&#x7684;&#x9009;&#x62E9;&#x6027;&#x68C0;&#x6D4B;&#x8FD8;&#x8BC1;&#x660E;&#x3002;&#x4F30;&#x8BA1;&#x4ECE;&#x706B;&#x5C71;&#x53E3;&#x5377; (&sim;2 &times; 10(6) nm(3))&#xFF0C;&#x4EC5;&#x7EA6; 10 &#x963F;&#x83AB;&#x52D2; (2 fg) &#x7684;&#x5496;&#x5561;&#x56E0;&#x4ECE;&#x6BCF;&#x4E2A;&#x70ED;&#x89E3;&#x5438;&#x706B;&#x5C71;&#x53E3;&#x8584;&#x819C;&#x4E2D;&#x89E3;&#x653E;&#x3002;&#x8FD9;&#x4E9B;&#x7ED3;&#x679C;&#x8BF4;&#x660E;&#x4E86;&#x4E00;&#x4E2A;&#x76F8;&#x5BF9;&#x7B80;&#x5355;&#x7684;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x8BBE;&#x7F6E;&#x548C;&#x624B;&#x6BB5;&#x83B7;&#x5F97;&#x5728;&#x81EA;&#x52A8;&#x7684;&#x65B9;&#x5F0F;&#x4E9A;&#x5FAE;&#x7C73;&#x7EA7;&#x6269;&#x5C55;&#x7A7A;&#x95F4;&#x91C7;&#x6837;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x548C;&#x8D28;&#x91CF;&#x5149;&#x8C31;&#x63A2;&#x6D4B;&#x7684;&#x6750;&#x6599;&#x9002;&#x4E8E; TD&#x3002;&#x9884;&#x8BA1;&#x5B9E;&#x73B0;&#x57FA;&#x4E8E; MS 250 &#x7EB3;&#x7C73;&#x5C3A;&#x5EA6;&#x7A7A;&#x95F4;&#x5206;&#x8FA8;&#x7387;&#x4E0E;&#x6B64;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x4E0E;&#x5316;&#x5B66;&#x6210;&#x50CF;&#x7684;&#x80FD;&#x529B;&#x3002;

&#x7EC4;&#x5408;&#x7684;&#x539F;&#x5B50;&#x529B;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x57FA;&#x7840;&#x5730;&#x5F62;&#x6210;&#x50CF;&#x548C;&#x7EB3;&#x7C73;&#x5C3A;&#x5EA6;&#x89E3;&#x51B3;&#x8FD1;&#x7AEF;&#x63A2;&#x5934;&#x70ED;&#x529B;&#x89E3;&#x5438;/&#x7535;&#x55B7;&#x96FE;&#x7535;&#x79BB;&#x8D28;&#x8C31;&#x6CD5;&#x3002;

Nanometer- scale proximal probe thermal desorption/electrospray ionization mass spectrometry (TD/ESI-MS) was demonstrated for molecular surface sampling of caffeine from a thin film using a 30 nm diameter nanothermal analysis (nano-TA) probe tip in an atomic force microscope (AFM) coupled via a vapor transfer line and ESI interface to a MS detection platform. Using a probe temperature of 350 Â°C and a spot sampling time of 30 s, conical desorption craters 250 nm in diameter and 100 nm deep were created as shown through subsequent topographical imaging of the surface within the same system. Automated sampling of a 5 Ã— 2 array of spots, with 2 Î¼m spacing between spots, and real time selective detection of the desorbed caffeine using tandem mass spectrometry was also demonstrated. Estimated from the crater volume (âˆ¼2 Ã— 10(6) nm(3)), only about 10 amol (2 fg) of caffeine was liberated from each thermal desorption crater in the thin film. These results illustrate a relatively simple experimental setup and means to acquire in an automated fashion submicrometer scale spatial sampling resolution and mass spectral detection of materials amenable to TD. The ability to achieve MS-based chemical imaging with 250 nm scale spatial resolution with this system is anticipated.

Combined atomic force microscope-based topographical imaging and nanometer-scale resolved proximal probe thermal desorption/electrospray ionization-mass spectrometry.

L&#39;&eacute;chelle du nanom&egrave;tre sonde proximale thermique d&eacute;sorption/electrospray ionization mass spectrometry (TD/ESI-MS) a &eacute;t&eacute; d&eacute;montr&eacute;e pour &eacute;chantillonnage de surface mol&eacute;culaire de la caf&eacute;ine d&#39;un film mince &agrave; l&#39;aide d&#39;une pointe de sonde en analyse (nano-TA) 30 nm de diam&egrave;tre nanothermal dans un microscope &agrave; force atomique (AFM) coupl&eacute; via une ligne de transfert de vapeur et interface ESI pour une plate-forme de d&eacute;tection MS. &Agrave; l&#39;aide d&#39;une temp&eacute;rature de sonde de 350 &deg; C et un temps de pr&eacute;l&egrave;vement spot de 30 s, d&eacute;sorption conique crat&egrave;res 250 nm de diam&egrave;tre et 100 nm profonde ont &eacute;t&eacute; cr&eacute;&eacute;es, comme indiqu&eacute; par ult&eacute;rieur imagerie topographique de la surface dans un m&ecirc;me syst&egrave;me. Automatis&eacute; d&#39;&eacute;chantillonnage d&#39;un tableau de 5 &times; 2 de taches, avec 2 &mu;m espacement entre les taches, et en temps r&eacute;el de d&eacute;tection s&eacute;lective de la caf&eacute;ine d&eacute;sorb&eacute;e par spectrom&eacute;trie de masse en tandem a &eacute;t&eacute; &eacute;galement d&eacute;montr&eacute;e. Estimation du volume du crat&egrave;re (&sim;2 &times; 10 (6) nm(3)), seulement environ 10 amol (2 fg) de caf&eacute;ine a &eacute;t&eacute; lib&eacute;r&eacute; de chaque crat&egrave;re de d&eacute;sorption thermique dans la couche mince. Ces r&eacute;sultats illustrent une installation exp&eacute;rimentale relativement simple et moyens d&#39;acqu&eacute;rir dans un SUBMICROMETRIQUES mode automatis&eacute; adapte l&#39;&eacute;chantillonnage spatial de r&eacute;solution et de la masse spectrale d&eacute;tection de mati&egrave;res se pr&ecirc;tent &agrave; la TD. La capacit&eacute; d&#39;atteindre bas&eacute;es sur l&#39;imagerie chimique avec r&eacute;solution spatiale 250 nm &eacute;chelle avec ce syst&egrave;me est pr&eacute;vue.

Imagerie topographiques combin&eacute;es force atomique microscope et nanom&eacute;trique r&eacute;solu de spectrom&eacute;trie de masse &agrave; ionisation thermique d&eacute;sorption/electrospray sonde proximale.

Nanometerbereich proximale Sonde thermischer Desorption/Elektrospray-Ionisation, die Massenspektrometrie (TD/ESI-MS) demonstriert wurde, f&uuml;r Molekulare Oberfl&auml;chenproben Koffein aus einem d&uuml;nnen Film mit einer 30 nm Durchmesser Nanothermal Analyse (Nano-TA)-Tasteinsatz in einem Rasterkraftmikroskop (AFM) &uuml;ber eine Standleitung Dampf und ESI-Schnittstelle zu MS-Erkennung-Plattform gekoppelt. Mit einer Sonde Temperatur von 350 &deg; C und einem Ort der Probenahme von 30 s, konische Desorption Krater 250 nm Durchmesser und 100 nm Tiefe erstellt wurden, wie durch nachfolgende topographische Bildgebung der Oberfl&auml;che innerhalb des gleichen Systems dargestellt. Automatische Abtastung ein 5 &times; 2 Arrays von Spots, mit 2 &mu;m-Abstand zwischen den Spots, und Echtzeit selektive Erkennung der desorbierte Koffein mit Tandem-Massenspektrometrie wurde auch demonstriert. Aus dem Krater-Band gesch&auml;tzt (&sim;2 &times; 10 6 nm(3)), nur etwa 10 Amol (2 fg) Koffein wurde befreit von jedem Thermodesorption-Krater in der d&uuml;nnen Film. Diese Ergebnisse zeigen einen relativ einfachen Versuchsaufbau und Mittel zu erwerben, eine automatisierte Weise seiner skalieren r&auml;umliche Abtastung Aufl&ouml;sung und Masse spektrale Nachweis von Materialien f&uuml;r die Parallelisierung auf TD. Die F&auml;higkeit, MS-basierten chemischen Bildgebung mit 250 nm Skala r&auml;umlicher Aufl&ouml;sung mit diesem System wird erwartet.

Kombinierte Rasterkraft-Mikroskop-basierte topographische Bildgebung und Nanometer-Ma&szlig;stab gel&ouml;st proximalen Sonde thermischer Desorption/Elektrospray-Ionisation-Massenspektrometrie.

Su scala nanometrica prossimale sonda termica desorbimento/elettrospray spettrometria di massa (TD/ESI-MS) &egrave; stata dimostrata per campionamento superficie molecolare di caffeina da una sottile pellicola usando un 30 nm Diametro nanothermal analisi (nano-TA) punta della sonda in un microscopio a forza atomica (AFM) accoppiato tramite una linea di trasferimento di vapore e interfaccia ESI a una piattaforma di rilevazione MS. Utilizzando la sonda temperatura di 350 &deg; C e un tempo di campionamento spot di 30 s, desorbimento conico crateri 250 nm in diametro e 100 nm profondi sono stati creati come mostrato attraverso successive immagini topografiche della superficie all&#39;interno del sistema stesso. Automatizzato di campionamento di una matrice 5 &times; 2 di punti, con 2 &mu;m spaziatura tra le macchie, e tempo reale rilevazione selettiva di caffeina desorbita con mediante spettrometria di massa tandem &egrave; stato anche dimostrato. Stimato dal volume del cratere (&sim;2 &times; 10 nm(3)), solo circa 10 amol (2 fg) di caffeina &egrave; stato liberato da ogni cratere di desorbimento termico in film sottile. Questi risultati illustrano un setup sperimentale relativamente semplice e mezzi per acquisire in un submicrometriche automatizzato moda scala spaziale campionamento risoluzione e massa spettrale rilevazione dei materiali suscettibili di TD. &Egrave; prevista la possibilit&agrave; di raggiungere l&#39;imaging chimico basato su MS con 250 risoluzione spaziale in scala nm con questo sistema.

Combinato forza atomica microscopio base topografica imaging e su scala nanometrica risolto prossimale sonda termica desorbimento/electrospray ionizzazione-mass spectrometry.

&#x30CA;&#x30CE;&#x30E1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30EB; &#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x8FD1;&#x4F4D;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x71B1;&#x8131;&#x96E2;/&#x30A8;&#x30EC;&#x30AF;&#x30C8;&#x30ED; &#x30B9;&#x30D7;&#x30EC;&#x30FC; &#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x5316;&#x30AB;&#x30D5;&#x30A7;&#x30A4;&#x30F3; 30 nm &#x5F84; nanothermal &#x5206;&#x6790; (&#x30CA;&#x30CE;-TA) &#x63A2;&#x91DD;&#x3092;&#x539F;&#x5B50;&#x9593;&#x529B;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1; (AFM) &#x3092;&#x7528;&#x3044;&#x305F;&#x8584;&#x819C;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x5206;&#x5B50;&#x8868;&#x9762;&#x30B5;&#x30F3;&#x30D7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x306B;&#x84B8;&#x6C17;&#x642C;&#x9001;&#x30E9;&#x30A4;&#x30F3;&#x53CA;&#x3073; MS &#x691C;&#x51FA;&#x30D7;&#x30E9;&#x30C3;&#x30C8;&#x30D5;&#x30A9;&#x30FC;&#x30E0;&#x306B; ESI &#x30A4;&#x30F3;&#x30BF;&#x30FC;&#x30D5;&#x30A7;&#x30A4;&#x30B9;&#x3092;&#x4ECB;&#x3057;&#x3066;&#x7D50;&#x5408;&#x3057;&#x305F;&#x8CEA;&#x91CF;&#x5206;&#x6790; (TD/ESI-MS) &#x304C;&#x793A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x6E29;&#x5EA6; 350 &#x2103; &#x304A;&#x3088;&#x3073; 30 &#x306E;&#x30B9;&#x30DD;&#x30C3;&#x30C8; &#x30B5;&#x30F3;&#x30D7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x6642;&#x9593;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066; s&#x3001;&#x76F4;&#x5F84;&#x5186;&#x9310;&#x8131;&#x96E2;&#x30AF;&#x30EC;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC; 250 nm&#x3001;100 nm &#x306E;&#x6DF1;&#x3044;&#x8868;&#x9762;&#x540C;&#x3058;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x5185;&#x306E;&#x5F8C;&#x7D9A;&#x306E;&#x5730;&#x5F62;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x901A;&#x3058;&#x3066;&#x793A;&#x3059;&#x3088;&#x3046;&#x306B;&#x4F5C;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30B9;&#x30DD;&#x30C3;&#x30C8;&#x306F;&#x3001;&#x89B3;&#x5149;&#x30B9;&#x30DD;&#x30C3;&#x30C8;&#x3001;2 &mu; m &#x9593;&#x9694;&#x306E; 5 &times; 2 &#x914D;&#x5217;&#x306E;&#x30B5;&#x30F3;&#x30D7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x81EA;&#x52D5;&#x5316;&#x3001;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x30BF;&#x30A4;&#x30E0; &#x30BF;&#x30F3;&#x30C7;&#x30E0;&#x8CEA;&#x91CF;&#x5206;&#x6790;&#x6CD5;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x8131;&#x30AB;&#x30D5;&#x30A7;&#x30A4;&#x30F3;&#x306E;&#x9078;&#x629E;&#x7684;&#x691C;&#x51FA;&#x3092;&#x307E;&#x305F;&#x793A;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30AF;&#x30EC;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x91CF;&#x304B;&#x3089;&#x63A8;&#x5B9A; &#xFF08;&sim;2 &times; 10(6) nm(3)) 10 amol &#x306B;&#x3064;&#x3044;&#x3066;&#x306E;&#x307F; &#xFF08;2 fg&#xFF09; &#x30AB;&#x30D5;&#x30A7;&#x30A4;&#x30F3;&#x306E;&#x5404;&#x8584;&#x819C;&#x306E;&#x71B1;&#x8131;&#x96E2;&#x706B;&#x53E3;&#x304B;&#x3089;&#x89E3;&#x653E;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x308C;&#x3089;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x6BD4;&#x8F03;&#x7684;&#x5358;&#x7D14;&#x306A;&#x5B9F;&#x9A13;&#x306E;&#x30BB;&#x30C3;&#x30C8;&#x30A2;&#x30C3;&#x30D7;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3001;&#x81EA;&#x52D5;&#x5316;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30D5;&#x30A1;&#x30C3;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3; &#x30B5;&#x30D6;&#x30DE;&#x30A4;&#x30AF;&#x30ED; &#x30E1;&#x30FC;&#x30BF;&#x30FC;&#x3067;&#x53D6;&#x5F97;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x610F;&#x5473;&#x7A7A;&#x9593;&#x30B5;&#x30F3;&#x30D7;&#x30EA;&#x30F3;&#x30B0;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x3068;&#x8CEA;&#x91CF;&#x30B9;&#x30DA;&#x30AF;&#x30C8;&#x30EB;&#x691C;&#x51FA;&#x6750;&#x6599; TD &#x306B;&#x5F93;&#x3046;&#x7FA9;&#x52D9;&#x304C;&#x3042;&#x308B;&#x306E;&#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;MS &#x30D9;&#x30FC;&#x30B9;&#x306E;&#x5316;&#x5B66;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x3092;&#x3053;&#x306E;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x3067; 250 &#x306E; nm &#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x7A7A;&#x9593;&#x5206;&#x89E3;&#x80FD;&#x3092;&#x9054;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x80FD;&#x529B;&#x304C;&#x4E88;&#x60F3;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x7D50;&#x5408;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x539F;&#x5B50;&#x9593;&#x529B;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x5730;&#x5F62;&#x30A4;&#x30E1;&#x30FC;&#x30B8;&#x30F3;&#x30B0;&#x3068;&#x305D;&#x306E;&#x30CA;&#x30CE;&#x30E1;&#x30FC;&#x30C8;&#x30EB; &#x30B9;&#x30B1;&#x30FC;&#x30EB;&#x8FD1;&#x4F4D;&#x30D7;&#x30ED;&#x30FC;&#x30D6;&#x71B1;&#x8131;&#x96E2;/&#x30A8;&#x30EC;&#x30AF;&#x30C8;&#x30ED; &#x30B9;&#x30D7;&#x30EC;&#x30FC; &#x30A4;&#x30AA;&#x30F3;&#x5316;&#x8CEA;&#x91CF;&#x5206;&#x6790;&#x6CD5;&#x3092;&#x89E3;&#x6C7A;&#x3057;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;

&#xB098;&#xB178;&#xBBF8;&#xD130; &#xC2A4;&#xCF00;&#xC77C; &#xC778;&#xC811; &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xC5F4; &#xD0C8; &#xCC29;/&#xBD84;&#xBB34; &#xC774;&#xC628;&#xD654; &#xC9C8;&#xB7C9; &#xBD84;&#xC11D; (MS-TD/ESI) &#xC6D0;&#xC790; &#xD798; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; (AFM)&#xC5D0;&#xC11C; 30 nm &#xC9C1;&#xACBD; nanothermal &#xBD84;&#xC11D; (&#xB098;&#xB178;-TA) &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xD301;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xBC15;&#xB9C9;&#xC5D0;&#xC11C; &#xCE74;&#xD398;&#xC778;&#xC758; &#xBD84;&#xC790; &#xD45C;&#xBA74; &#xC0D8;&#xD50C;&#xB9C1; &#xC99D;&#xAE30; &#xC804;&#xC1A1; &#xC120; &#xBC0F; MS &#xAC80;&#xCD9C; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC; ESI &#xC778;&#xD130;&#xD398;&#xC774;&#xC2A4;&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xACB0;&#xD569;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC2DC;&#xC5F0; &#xD588;&#xB2E4;. &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xC628;&#xB3C4; 350 &deg; C&#xC640; 30 &#xC790;&#xB9AC; &#xC0D8;&#xD50C;&#xB9C1; &#xC2DC;&#xAC04;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; s, &#xC6D0;&#xBFD4; &#xD0C8; &#xCC29; &#xD06C;&#xB808;&#xC774;&#xD130; 250 nm &#xC9C1;&#xACBD;&#xC5D0;&#xC11C; 100 nm &#xAE4A;&#xC774; &#xAC19;&#xC740; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xB0B4;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD45C;&#xBA74;&#xC758; &#xD6C4;&#xC18D; &#xC9C0;&#xD615; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9C0;&#xB97C; &#xD1B5;&#xD574; &#xBCFC; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xBC14;&#xC640; &#xAC19;&#xC774; &#xB9CC;&#xB4E4;&#xC5B4;&#xC9C4;. &#xAD00;&#xAD11; &#xBA85;&#xC18C;, &#xAD00;&#xAD11; &#xBA85;&#xC18C;, 2 &mu; m &#xAC04;&#xACA9;&#xC758; 5 &times; 2 &#xBC30;&#xC5F4;&#xC758; &#xC0D8;&#xD50C;&#xB9C1;&#xC744; &#xC790;&#xB3D9;&#xD654; &#xBC0F; &#xD0E0;&#xB364; &#xC9C8;&#xB7C9; &#xBD84;&#xC11D;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; desorbed &#xCE74;&#xD398;&#xC778;&#xC758; &#xC2E4;&#xC2DC;&#xAC04; &#xC120;&#xD0DD;&#xC801; &#xAC10;&#xC9C0;&#xB3C4; &#xC2DC;&#xC5F0; &#xD588;&#xB2E4;. &#xBD84;&#xD654;&#xAD6C; &#xBCFC;&#xB968;&#xC5D0;&#xC11C; &#xCD94;&#xC815; (&sim;2 &times; &#xC2DC;&#xBBFC;&#xAD8C;&#xC774; nm(3)) 10 amol&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; (2 fg) &#xCE74;&#xD398;&#xC778;&#xC758; &#xC587;&#xC740; &#xD544;&#xB984;&#xC5D0; &#xAC01; &#xC5F4; &#xD0C8; &#xCC29; &#xBD84;&#xD654;&#xAD6C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xD574;&#xBC29; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xACB0;&#xACFC; &#xC0C1;&#xB300;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xAC04;&#xB2E8;&#xD55C; &#xC2E4;&#xD5D8; &#xC124;&#xCE58;&#xB97C; &#xC124;&#xBA85; &#xD558; &#xACE0; &#xC790;&#xB3D9;&#xD654; &#xB41C; &#xD328;&#xC158; submicrometer&#xC5D0;&#xC11C; &#xD68D;&#xB4DD; &#xD558;&#xB294; &#xC218;&#xB2E8; &#xD655;&#xC7A5; TD &#xC758;&#xBB34;&#xAC00; &#xC18C;&#xC7AC;&#xC758; &#xACF5;&#xAC04;&#xC801; &#xC0D8;&#xD50C;&#xB9C1; &#xD574;&#xC0C1;&#xB3C4; &#xBC0F; &#xC9C8;&#xB7C9; &#xC2A4;&#xD399;&#xD2B8;&#xB7FC; &#xAC80;&#xCD9C;. &#xB2A5;&#xB825; MS &#xAE30;&#xBC18; &#xD654;&#xD559; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; 250 nm &#xC2A4;&#xCF00;&#xC77C; &#xACF5;&#xAC04; &#xBD84;&#xD574;&#xB2A5;&#xC774; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C;&#xC744; &#xB2EC;&#xC131; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xC608;&#xC0C1; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xACB0;&#xD569; &#xB41C; &#xC6D0;&#xC790; &#xD798; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD;-&#xAE30;&#xBC18; &#xC9C0;&#xD615; &#xC774;&#xBBF8;&#xC9D5; &#xBC0F; &#xB098;&#xB178;&#xBBF8;&#xD130; &#xC2A4;&#xCF00;&#xC77C; &#xC778;&#xC811; &#xD504;&#xB85C;&#xBE0C; &#xC5F4; &#xD0C8; &#xCC29;/&#xBD84;&#xBB34; &#xC774;&#xC628;&#xD654; &#xC9C8;&#xB7C9; &#xBD84;&#xC11D; &#xD574;&#xACB0;.

Desorci&oacute;n t&eacute;rmica/electrospray ionizaci&oacute;n de escala nanom&eacute;trica sonda proximal espectrometr&iacute;a de masas (TD/ESI-MS) fue demostrada para muestreo molecular de la superficie de cafe&iacute;na de una pel&iacute;cula delgada en una 30 nm de di&aacute;metro nanothermal an&aacute;lisis (nano-TA) punta de un microscopio de fuerza at&oacute;mica (AFM) junto a trav&eacute;s de una interfaz ESI a una plataforma de detecci&oacute;n de la MS y la l&iacute;nea de transferencia de vapor. Utilizando una temperatura de sonda de 350 &deg; C y un tiempo de muestreo punto de 30 s, desorci&oacute;n c&oacute;nico cr&aacute;teres 250 nm de di&aacute;metro y 100 nm profundo fueron creados como se muestra a trav&eacute;s de la posterior proyecci&oacute;n de imagen topogr&aacute;fica de la superficie dentro del mismo sistema. Automatizado de muestreo de una matriz de &times; 2 5 de puntos, con 2 &mu;m espaciado entre puntos, y tambi&eacute;n fue demostrada la detecci&oacute;n selectiva de tiempo real de la cafe&iacute;na deabsorbida mediante espectrometr&iacute;a de masas en t&aacute;ndem. Estimado del volumen del cr&aacute;ter (&sim;2 &times; 10 (6) nm(3)), solamente cerca de 10 amol (2 fg) de cafe&iacute;na fue liberado desde cada cr&aacute;ter de desorci&oacute;n t&eacute;rmica en la pel&iacute;cula delgada. Estos resultados muestran una configuraci&oacute;n experimental relativamente simple y medios para adquirir en un Submicrom&eacute;trica de manera automatizada escalan de detecci&oacute;n espectral muestreo espacial resoluci&oacute;n y masa de materiales susceptibles de TD. Se prev&eacute; la posibilidad de lograr im&aacute;genes qu&iacute;micas basadas en MS con resoluci&oacute;n 250 nm escala espacial con este sistema.

Im&aacute;genes topogr&aacute;ficas basadas en el microscopio de fuerza at&oacute;mica combinado y escala nanom&eacute;trica resolvieron ionizaci&oacute;n-espectrometr&iacute;a de desorci&oacute;n t&eacute;rmica/electrospray de sonda proximal.

&#x957F;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x7EC4;&#x88C5;&#x4ECE;&#x80BD;&#x4EB2;&#x80FD;&#x591F;&#x675F;&#x7F1A;&#x91D1;&#x5C5E;&#x535F;&#x5549;&#x950C;&#x539F;&#x535F;&#x5549; IX &#xFF08;&#xFF08;PPIX&#xFF09; &#x950C;) &#x88AB;&#x5408;&#x6210;&#x3002;&#x7406;&#x6027;&#x80BD;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x88AB;&#x53D7;&#x96C7;&#x6765;&#x751F;&#x6210;&#x591A;&#x80BD;&#xFF0C;&#x8FDE;&#x7ED3; c16 AHL (3) K 3-CO (2) H&#xFF0C;&#x80FD;&#x591F;&#x5F62;&#x6210;&#x4E00;&#x79CD; &beta;-&#x8868;&#x7ED3;&#x6784;&#xFF0C;&#x5C06;&#x4F20;&#x64AD;&#x5230;&#x66F4;&#x5927;&#x7684;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x7ED3;&#x6784;&#x3002;&#x535F;&#x5549;&#x7ED1;&#x5B9A;&#x7F51;&#x7AD9;&#xFF0C;&#x5355;&#x4E2A;&#x7684;&#x7EC4;&#x6C28;&#x9178;&#xFF0C;&#x88AB;&#x5DE5;&#x7A0B;&#x6210;&#x80BD;&#x7684;&#x5E8F;&#x5217;&#xFF0C;&#x4EE5;&#x4FBF;&#x7ED1;&#x5B9A; &#xFF08;PPIX&#xFF09; &#x950C;&#x63D0;&#x4F9B;&#x5149;&#x7269;&#x7406;&#x529F;&#x80FD;&#x3002;&#x7531;&#x6B64;&#x4EA7;&#x751F;&#x7684;&#x7CFB;&#x7EDF;&#x6307;&#x793A;&#x4ECE;&#x5206;&#x5B50;&#x6C34;&#x5E73;&#x5230;&#x5927;&#x5206;&#x5B50;&#x6C34;&#x5E73;&#x4E0E;&#x9AD8;&#x9636;&#x535F;&#x5549;&#x7EC4;&#x7EC7;&#x7684;&#x63A7;&#x5236;&#x3002;&#x7D2B;&#x5916;/&#x53EF;&#x89C1;&#x548C;&#x5706;&#x4E8C;&#x8272;&#x6027;&#x6CE2;&#x8C31;&#x5B66;&#x53D7;&#x8058;&#x5230;&#x8BE6;&#x7EC6;&#x5206;&#x5B50;&#x7EC4;&#x7EC7;&#xFF0C;&#x800C;&#x7535;&#x5B50;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x548C;&#x539F;&#x5B50;&#x529B;&#x663E;&#x5FAE;&#x955C;&#x5728;&#x9AD8;&#x5206;&#x5B50;&#x8868;&#x5F81;&#x4E2D;&#x7684;&#x8F85;&#x52A9;&#x3002;&#x6B64;&#x5916;&#x62A5;&#x544A;&#x521D;&#x6B65;&#x76AE;&#x79D2;&#x7684;&#x77AC;&#x6001;&#x5438;&#x6536;&#x6570;&#x636E;&#x3002;&#x964D;&#x4F4E;&#x6C2F;&#x5316;&#x8840;&#x7EA2;&#x7D20;&#xFF0C;&#xFF08;PPIX)Fe(II)&#xFF0C;&#x8FD8;&#x53D7;&#x96C7;&#x6765;&#x7A81;&#x51FA;&#x663E;&#x793A;&#x6750;&#x6599;&#x7684;&#x591A;&#x529F;&#x80FD;&#x6027;&#x548C;&#x8C03;&#x8C10;&#x3002;

&#x81EA;&#x7EC4;&#x88C5;&#x7684;&#x9AD8;&#x5EA6;&#x6709;&#x5E8F;&#x7684;&#x591A;&#x80BD;&#x5206;&#x5B50;&#x91D1;&#x5C5E;&#x535F;&#x5549;&#x9635;&#x5217;&#x3002;

Long fibers assembled from peptide amphiphiles capable of binding the metalloporphyrin zinc protoporphyrin IX ((PPIX)Zn) have been synthesized. Rational peptide design was employed to generate a peptide, c16-AHL(3)K(3)-CO(2)H, capable of forming a Î²-sheet structure that propagates into larger fibrous structures. A porphyrin-binding site, a single histidine, was engineered into the peptide sequence in order to bind (PPIX)Zn to provide photophysical functionality. The resulting system indicates control from the molecular level to the macromolecular level with a high order of porphyrin organization. UV/visible and circular dichroism spectroscopies were employed to detail molecular organization, whereas electron microscopy and atomic force microscopy aided in macromolecular characterization. Preliminary picosecond transient absorption data are also reported. Reduced hemin, (PPIX)Fe(II), was also employed to highlight the material's versatility and tunability.

Self-assembly of highly ordered peptide amphiphile metalloporphyrin arrays.

Fibres longues assembl&eacute;s &agrave; partir de peptides amphiphiles capable de lier la protoporphyrine-zinc m&eacute;talloporphyrines IX (Zn (PPIX)) ont &eacute;t&eacute; synth&eacute;tis&eacute;s. Conception rationnelle de peptide a &eacute;t&eacute; utilis&eacute;e pour g&eacute;n&eacute;rer un peptide, c16-AHL K (3) 3-CO (2) H, capable de former une structure feuillet &beta; qui se propage dans les plus grandes structures fibreuses. Un site de liaison de porphyrine, une histidine unique, a &eacute;t&eacute; con&ccedil;u dans la s&eacute;quence peptidique afin de lier le Zn (PPIX) pour fournir une fonctionnalit&eacute; photophysiques. Le syst&egrave;me ainsi obtenu indique le contr&ocirc;le du niveau mol&eacute;culaire au niveau macromol&eacute;culaire avec un degr&eacute; &eacute;lev&eacute; d&#39;organisation de la porphyrine. UV/visible et spectroscopies de dichro&iuml;sme circulaire travaillaient &agrave; l&#39;organisation mol&eacute;culaire de d&eacute;tail, tandis que la microscopie &eacute;lectronique et la microscopie &agrave; force atomique a contribu&eacute; &agrave; la caract&eacute;risation macromol&eacute;culaire. On rapporte aussi les donn&eacute;es d&#39;absorption transitoire picoseconde pr&eacute;liminaire. R&eacute;duit l&#39;h&eacute;mine, (PPIX)Fe(II), a &eacute;t&eacute; &eacute;galement employ&eacute; pour mettre en &eacute;vidence l&#39;accordabilit&eacute; et la polyvalence du mat&eacute;riau.

Auto-assemblage de peptide hautement ordonn&eacute;e amphiphile m&eacute;talloporphyrines tableaux.

Lange Fasern zusammengesetzt aus Peptid Amphiphiles f&auml;hig verbindlicher Metalloporphyrin Zink Porphyrine ((PPIX) Zn) haben synthetisiert worden. Rational Peptid-Entwurf wurde eingesetzt, um generieren ein Peptid, c16-AHL (3) K 3-CO (2) H, f&auml;hig zu bilden eine &beta;-Blatt-Struktur, die gr&ouml;&szlig;eren faserige Strukturen fortpflanzt. Ein Porphyrin-Bindungsstelle, ein einzelnes Histidin, wurde in die Peptid-Sequenz rechtsverbindlich (PPIX) Zn photophysikalische Funktionalit&auml;t entwickelt. Das resultierende System gibt Control von der molekularen Ebene auf die Makromolekulare Ebene mit einer h&ouml;herwertigen Porphyrin-Organisation. UV/sichtbar und Circulardichroismus SPEKTROSKOPIEN wurden Detail Molekulare Organisation, eingesetzt, w&auml;hrend die Elektronenmikroskopie und Rasterkraftmikroskopie Makromolekulare Charakterisierung, unterst&uuml;tzt. Vorl&auml;ufige Pikosekunden transiente Resorption Daten werden auch gemeldet. Hemin, reduziert (PPIX)Fe(II), wurde auch eingesetzt, um die Vielseitigkeit und Einstellbarkeit des Materials hervorheben.

Mitnahme von hoch geordnete Peptid Amphiphilie Metalloporphyrin Arrays.

Lunghe fibre assemblati da anfifili peptide capace di legare la protoporfirina zinco metalloporphyrin IX (Zn (PPIX)) sono stati sintetizzati. Design razionale del peptide &egrave; stato impiegato per generare un peptide, c16-AHL (3) K (3)-CO (2) H, in grado di formare una struttura &beta;-foglio che si propaga nelle pi&ugrave; grandi strutture fibrose. Un sito di legame porfirina, un singolo istidina, &egrave; stato progettato nella sequenza del peptide al fine di impegnare Zn (PPIX) per fornire funzionalit&agrave; di photophysical. Il sistema risultante indica controllo dal livello molecolare al livello macromolecolare con un alto ordine di organizzazione di porfirina. UV/visibile e spettroscopia di Dicroismo circolare sono stati impiegati per organizzazione molecolare del dettaglio, considerando che la microscopia elettronica e microscopia a forza atomica aiutata nella caratterizzazione macromolecolare. Picosecondo preliminare assorbimento transiente dati sono anche riportati. Ridotto Emina, (PPIX)Fe(II), &egrave; stato impiegato anche per evidenziare la versatilit&agrave; del materiale e sintonizzabilit&agrave;.

Auto-assemblaggio delle matrici di metalloporphyrin amphiphile peptide altamente ordinati.

&#x9577;&#x3044;&#x7E4A;&#x7DAD;&#x7D44;&#x307F;&#x7ACB;&#x3066;&#x4E21;&#x89AA;&#x5A92;&#x6027;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x7269;&#x8CEA;&#x304B;&#x3089;&#x91D1;&#x5C5E;&#x30DD;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EA;&#x30F3;&#x4E9C;&#x925B;&#x30D7;&#x30ED;&#x30C8;&#x30DD;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EA;&#x30F3; IX &#x306E;&#x30D0;&#x30A4;&#x30F3;&#x30C9;&#x306E;&#x5BFE;&#x5FDC; ((PPIX) Zn) &#x5408;&#x6210;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5408;&#x7406;&#x7684;&#x306A;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x306E;&#x30C7;&#x30B6;&#x30A4;&#x30F3;&#x306F;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x3001;(3) c16 AHL K (3) &#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x63A1;&#x7528;&#x3057;&#x305F;-CO (2) H&#x3001;&#x5927;&#x898F;&#x6A21;&#x306E;&#x7E4A;&#x7DAD;&#x72B6;&#x69CB;&#x9020;&#x306B;&#x53CD;&#x6620;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059; &beta; &#x30B7;&#x30FC;&#x30C8;&#x69CB;&#x9020;&#x3092;&#x5F62;&#x6210;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30DD;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EA;&#x30F3; &#x30D0;&#x30A4;&#x30F3;&#x30C7;&#x30A3;&#x30F3;&#x30B0;&#x306E;&#x30B5;&#x30A4;&#x30C8;&#x3001;&#x5358;&#x4E00;&#x306E;&#x30D2;&#x30B9;&#x30C1;&#x30B8;&#x30F3;&#x3001;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C3;&#x30C9; &#x30B7;&#x30FC;&#x30B1;&#x30F3;&#x30B9;&#x306B;&#x5149;&#x6A5F;&#x80FD;&#x3092;&#x63D0;&#x4F9B;&#x3059;&#x308B; (PPIX) Zn &#x3092;&#x30D0;&#x30A4;&#x30F3;&#x30C9;&#x3059;&#x308B;&#x305F;&#x3081;&#x306B;&#x8A2D;&#x8A08;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x30B7;&#x30B9;&#x30C6;&#x30E0;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x30DD;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EA;&#x30F3;&#x7D44;&#x7E54;&#x306E;&#x9AD8;&#x3044;&#x9806;&#x5E8F;&#x3067;&#x306E;&#x9AD8;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x306B;&#x5206;&#x5B50;&#x30EC;&#x30D9;&#x30EB;&#x304B;&#x3089;&#x30B3;&#x30F3;&#x30C8;&#x30ED;&#x30FC;&#x30EB;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x96FB;&#x5B50;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x3068;&#x539F;&#x5B50;&#x9593;&#x529B;&#x9855;&#x5FAE;&#x93E1;&#x306B;&#x304A;&#x3051;&#x308B;&#x751F;&#x4F53;&#x9AD8;&#x5206;&#x5B50;&#x306E;&#x30AD;&#x30E3;&#x30E9;&#x30AF;&#x30BF;&#x30EA;&#x30BC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3092;&#x652F;&#x63F4;&#x306B;&#x5BFE;&#x3057;&#x7D2B;&#x5916;/&#x53EF;&#x8996;&#x3068;&#x5186;&#x4E8C;&#x8272;&#x6027;&#x5206;&#x5149;&#x8A73;&#x7D30;&#x5206;&#x5B50;&#x7D44;&#x7E54;&#x306B;&#x63A1;&#x7528;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x4E88;&#x5099;&#x306E;&#x30D4;&#x30B3;&#x79D2;&#x904E;&#x6E21;&#x5438;&#x53CE;&#x30C7;&#x30FC;&#x30BF;&#x3082;&#x5831;&#x544A;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x30D8;&#x30DF;&#x30F3;&#x3001;&#x524A;&#x6E1B; &#xFF08;PPIX)Fe(II)&#x3001;&#x307E;&#x305F;&#x63A1;&#x7528;&#x3057;&#x305F;&#x7D20;&#x6750;&#x306E;&#x591A;&#x69D8;&#x6027;&#x3068;&#x53EF;&#x5909;&#x6027;&#x3092;&#x5F37;&#x8ABF;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x81EA;&#x5DF1;&#x7D44;&#x7E54;&#x5316;&#x975E;&#x5E38;&#x306B;&#x767A;&#x6CE8;&#x3055;&#x308C;&#x305F;&#x30DA;&#x30D7;&#x30C1;&#x30C9;&#x4E21;&#x89AA;&#x5A92;&#x6027;&#x5206;&#x5B50;&#x91D1;&#x5C5E;&#x30DD;&#x30EB;&#x30D5;&#x30A3;&#x30EA;&#x30F3;&#x306E;&#x914D;&#x5217;&#x3002;

&#xAE34; &#xC12C;&#xC720; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; amphiphiles metalloporphyrin &#xC544;&#xC5F0; protoporphyrin IX &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xC218;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC870;&#xB9BD; ((PPIX) Zn) &#xD569;&#xC131; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xD569;&#xB9AC;&#xC801;&#xC778; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; &#xB514;&#xC790;&#xC778; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC;, c16-AHL K (3) (3)-&#xACF5;&#xB3D9; (2) H&#xB294;, &#xB354; &#xD070; &#xC12C;&#xC720; &#xAD6C;&#xC870;&#xB85C; &#xC804;&#xD30C; &#xD558;&#xB294; &beta; &#xC2DC;&#xD2B8; &#xAD6C;&#xC870; &#xD615;&#xC131;&#xC758; &#xB2A5;&#xB825;&#xC744; &#xC0DD;&#xC131; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xACE0;&#xC6A9; &#xD588;&#xB2E4;. &#xB2E8;&#xC77C; &#xD788;&#xC2A4;&#xD2F0;&#xB518; &#xD3EC; &#xB974; &#xD53C; &#xB9B0;&#xC758; &#xBC14;&#xC778;&#xB529; &#xC0AC;&#xC774;&#xD2B8; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; &#xC21C;&#xC11C;&#xC5D0; &#xBC14;&#xC778;&#xB529;&#xD558;&#xAE30; (PPIX) Zn photophysical &#xAE30;&#xB2A5;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5; &#xD558;&#xB3C4;&#xB85D; &#xC124;&#xACC4; &#xB418;&#xC5C8;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xADF8; &#xACB0;&#xACFC; &#xC2DC;&#xC2A4;&#xD15C; &#xD3EC; &#xB974; &#xD53C; &#xB9B0; &#xC870;&#xC9C1;&#xC758; &#xB192;&#xC740; &#xC21C;&#xC11C;&#xB97C; &#xAC16;&#xB294; &#xACE0;&#xBD84;&#xC790; &#xC218;&#xC900;&#xC73C;&#xB85C; &#xBD84;&#xC790; &#xC218;&#xC900;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC81C;&#xC5B4;&#xB97C; &#xB098;&#xD0C0;&#xB0C5;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC790;&#xC678;&#xC120;/&#xD45C;&#xC2DC; &#xBC0F; &#xC6D0;&#xD615; &#x9EC4; spectroscopies &#xC804;&#xC790; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD;&#xACFC; &#xC6D0;&#xC790; &#xD798; &#xD604;&#xBBF8;&#xACBD; &#xACE0;&#xBD84;&#xC790; &#xD2B9;&#xC131; &#xBD84;&#xC11D;&#xC5D0; &#xC8FC; &#xC5C8; &#xBC18;&#xBA74; &#xC138;&#xBD80; &#xBD84;&#xC790; &#xC870;&#xC9C1;&#xC5D0; &#xACE0;&#xC6A9; &#xD588;&#xB2E4;. &#xC608;&#xBE44; &#xD53C;&#xCF54; &#xACFC;&#xB3C4; &#xD761;&#xC218; &#xB370;&#xC774;&#xD130;&#xB3C4; &#xBCF4;&#xACE0; &#xB429;&#xB2C8;&#xB2E4;. Hemin, &#xAC10;&#xC18C; (PPIX)Fe(II), &#xB610;&#xD55C; &#xC7AC;&#xB8CC;&#xC758; &#xB2E4;&#xC591;&#xC131; &#xBC0F; tunability&#xB97C; &#xAC15;&#xC870; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xACE0;&#xC6A9; &#xD588;&#xB2E4;.

&#xC790;&#xAE30; &#xC870;&#xB9BD;&#xC758; &#xACE0;&#xB3C4;&#xB85C; &#xC815;&#xB82C; &#xB41C; &#xD3A9; &#xD2F0; &#xB4DC; amphiphile metalloporphyrin &#xBC30;&#xC5F4;.

Fibras largas montado de p&eacute;ptido Anf&iacute;filos capaz de atar la protoporfirina de cinc de metaloporfirina IX (Zn (PPIX)) han sido sintetizados. Dise&ntilde;o racional de p&eacute;ptido se emple&oacute; para generar un p&eacute;ptido, c16-AHL (3) K 3-CO (2) H, capaces de formar una estructura &beta;-hoja que se propaga en grandes estructuras fibrosas. Un sitio de porfirina-obligatorio, una sola histidina, fue dise&ntilde;ado en la secuencia del p&eacute;ptido para atar Zn (PPIX) para proporcionar funcionalidad de fotof&iacute;sicas. El sistema resultante indica control desde el nivel molecular hasta el nivel macromolecular con un orden superior de organizaci&oacute;n de la porfirina. UV/visible y espectroscop&iacute;as de dicro&iacute;smo circular se emplearon para la organizaci&oacute;n molecular de detalle, mientras que la microscopia electr&oacute;nica y microscop&iacute;a de fuerza at&oacute;mica ayudaron a caracterizaci&oacute;n macromolecular. Tambi&eacute;n se informan datos de absorci&oacute;n transitoria de picosegundo preliminar. Reducido hemina, (PPIX)Fe(II), tambi&eacute;n fue empleado para destacar la versatilidad y afinabilidad del material.

Maxim P. Nikiforov

Center for Nanoscale Materials

Argonne National Laboratory

Concurrent Quantitative Conductivity and Mechanical Properties Measurements of Organic Photovoltaic Materials using AFM

Maxim P. Nikiforov

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Center for Nanoscale Materials

Argonne National Laboratory

Concurrent Quantitative Conductivity and Mechanical Properties Measurements of Organic Photovoltaic Materials using AFM

Center for Nanoscale Materials