摘要：单分子作为物质世界中独立稳定的最小单元,是构造物质的基本单元,是最稳定的量子化单元.单分子研究是对人类表征和检测技术极限的挑战,已经成为各国竞争的制高点.单分子科学作为一个前沿交叉领域,融合了分子结构设计、单分子超分辨、单分子物理化学性质研究、理论模拟等多层面工作,孕育着不可估量的突破.本综述以单分子科学为主题,对该领域的整体发展概况和突破性成果进行系统梳理.首先,从基础科学与应用两个层面介绍单分子科学与技术研究的意义;然后,重点阐述基于电学、力学、光谱学等技术对单分子不同维度性质进行表征的进展,并着重介绍我国学者为推动单分子科学研究领域发展所作出的巨大贡献;最后,归纳并展望未来单分子科学领域发展所面临的机遇与挑战.

摘要：化学取代是有效调节分子电导,产生多通道输运、量子干涉效应和其他机制的关键方法.但分子骨架和侧基之间存在复杂的相互作用,目前仍未被研究清楚.在本工作中,我们结合扫描隧道显微镜裂结实验技术和第一性原理计算方法,深入研究了具有不同σ和π侧基的分子电导.实验结果及理论分析表明,σ侧基的加入引起了分子前线轨道的对称性破缺并加剧了分子内散射,从而导致电导的降低.相反,π侧基引入了额外的电荷传输通道,实现了电荷传输的多通道效应,增加了分子的电导.这些发现为未来分子功能化和分子电子器件的设计提供了坚实的基础.