Welke piek staat voor welke prikkel?

rastertunnelmicroscopie Welke piek staat voor welke prikkel?

13.10.2026 Bron: persbericht Christian-Albrechts-Universiteit van Kiel | Vertaald door AI 2 min Leestijd

Leverancier over dit onderwerp

Een prikkel kan in het molecuul de meest uiteenlopende processen in gang zetten. Met behulp van rastertunnelmicroscopie hebben onderzoekers van de Christian-Albrechts-Universiteit in Kiel nu aangetoond hoe kwantumtoestanden door middel van metingen kunnen worden geïdentificeerd: zijn het trillingen, spinveranderingen of een orbitaalwisseling die het signaal genereren?

Dr. Alexander Weismann (links) en Dr. Arnab Banerjee onderzoeken de excitatie van moleculen onder de rastertunnelmicroscoop.(Afbeelding: Sophie Humbert, Universiteit van Kiel) — Dr. Alexander Weismann (links) en Dr. Arnab Banerjee onderzoeken de excitatie van moleculen onder de rastertunnelmicroscoop.
(Afbeelding: Sophie Humbert, Universiteit van Kiel)

Moleculen kunnen in de meest uiteenlopende kwantumtoestanden worden gebracht. Hoe kunnen deze toestanden bij metingen van elkaar worden onderscheiden als theoretische modellen onbetrouwbaar zijn? En welk excitatieproces zit er achter welk meetsignaal?

Dr. Arnab Banerjee stond precies voor deze vragen toen hij afzonderlijke cobaltocenmoleculen met tunnelspectroscopie onderzocht. De gemeten spectra vertoonden een verwarrende veelheid aan excitaties. Samen met collega’s van de Christian-Albrechts-Universiteit in Kiel (CAU) en uit Spanje slaagde hij erin de gegevens op een nieuwe manier te ontcijferen. De resultaten werden gepubliceerd in het tijdschrift „Physical Review Letters“ en door de redactie uitgelicht met een „Editors’ Suggestion“.

Wat er achter de pieken schuilgaat

Voor hun onderzoek bestudeerden de wetenschappers het molecuul cobaltocene op een loodoppervlak dat bij zeer lage temperaturen supergeleidend wordt, dat wil zeggen stroom zonder weerstand geleidt. Hiervoor maakte het team gebruik van een rastertunnelmicroscoop. Ze brachten de metalen punt daarvan zo dicht bij het molecuul dat elektronen de minuscule afstand tot het molecuul konden overbruggen. Door de energie van de elektronen te variëren en de daarbij vloeiende stroom te registreren, kregen de onderzoekers een spectrum: Een sprongachtige stijging van de stroom duidt erop dat bij de betreffende energie een proces in het molecuul wordt geactiveerd. Maar een sprong op zich zegt nog niet precies welk proces erachter schuilgaat. Het wordt vooral verwarrend wanneer er veel verschillende excitaties in hetzelfde spectrum voorkomen.

Om de afzonderlijke signalen van elkaar te onderscheiden, voegde het team extra elektronen toe aan het molecuul en verwijderde deze vervolgens weer. Ook onderzochten de onderzoekers het effect van een sterk magnetisch veld op de excitatieprocessen. Beide factoren samen gaven uiteindelijk de aard van de excitatie aan, of het nu ging om een trilling van het molecuul, een omkering van de elektronenspin of de overgang van een elektron tussen verschillende orbitalen.

Een blik in het binnenste van een molecuul

De metingen laten niet alleen zien bij welke energieën excitaties optreden. Ook de ruimtelijke verdeling van de excitatiekans werd met submoleculaire resolutie bepaald. Een vergelijking met de resultaten van uitgebreide berekeningen (dichtheidsfunctionaaltheorie, tijdsafhankelijke uitbreiding TDDFT) bevestigde de toewijzing van de meetsignalen aan de betrokken moleculaire toestanden.

„Moleculen zijn kwantumsystemen. Om hun toestand te beheersen en ze mogelijk als bouwstenen voor kwantumcomputers te gebruiken, zijn zeer lage temperaturen onontbeerlijk”, zegt dr. Alexander Weismann, medeauteur van de studie. „Momenteel verricht de afdeling natuurkunde van de Universiteit van Kiel in het kader van KiNSIS – Kiel Nano, Surface and Interface Science – baanbrekend onderzoek naar kwantumverschijnselen. Ik hoop dat de CAU dit veelbelovende onderzoeksgebied niet zal opgeven.“

Oorspronkelijke publicatie: Banerjee, A. et al.: Coexisting Spin, trillings- en orbitale excitatie in geleidbaarheidsspectra, Physical Review Letters 137, 116403 (2026); DOI: 10.1103/mwl6-8nzl

Schrijf u nu in op de nieuwsbrief

Mis onze beste content niet

Business E-mail

Voer een geldig e-mailadres in.

Door op „Abonneren op nieuwsbrief“ te klikken, geef ik toestemming voor de verwerking en het gebruik van mijn gegevens in overeenstemming met het toestemmingsformulier (uitvouwen voor details) en accepteer ik de gebruiksvoorwaarden. Raadpleeg ons privacybeleid voor meer informatie. De toestemmingsverklaring heeft met name betrekking op het verzenden van redactionele nieuwsbrieven per e-mail en op de combinatie van gegevens voor marketingdoeleinden met geselecteerde advertentiepartners (bijvoorbeeld LinkedIn, Google, Meta).

Voor ons is het vanzelfsprekend dat wij verantwoordelijk omgaan met uw persoonsgegevens. Voor zover wij persoonsgegevens van u verzamelen, verwerken wij deze met inachtneming van de geldende voorschriften inzake gegevensbescherming. Gedetailleerde informatie vindt u in onze Privacyverklaring.

Toestemming voor het gebruik van gegevens voor reclamedoeleinden

Ik ga ermee akkoord dat Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, Max-Planckstr. 7-9, 97082 Würzburg, met inbegrip van alle aan haar verbonden ondernemingen in de zin van §§ 15 e.v. AktG [Duitse Wet op de naamloze vennootschappen], (hierna: Vogel Communications Group) gebruik maakt van mijn e-mailadres voor het versturen van redactionele nieuwsbrieven. Overzichten van de betreffende gelieerde ondernemingen kunnen hier worden opgevraagd.

De inhoud van de nieuwsbrief heeft hierbij betrekking op producten en diensten van alle bovengenoemde ondernemingen, waaronder vaktijdschriften en vakboeken, evenementen en beurzen evenals evenementgerelateerde producten en diensten, gedrukte en digitale media-aanbiedingen, en diensten zoals andere (redactionele) nieuwsbrieven, winacties, leadcampagnes, online en offline marktonderzoek, vakspecifieke webportalen en e-learningcursussen. Indien ook mijn persoonlijke telefoonnummer werd verzameld, mag dit worden gebruikt om mij aanbiedingen te doen voor de bovengenoemde producten en diensten van de genoemde ondernemingen en voor marktonderzoek.

Mijn toestemming omvat daarnaast de verwerking van mijn e-mailadres en telefoonnummer voor de gegevensmatching voor marketingdoeleinden met geselecteerde advertentiepartners, zoals bijv. LinkedIn, Google en Meta. Ten behoeve hiervan mag Vogel Communications Group de genoemde gegevens gehasht overdragen aan advertentiepartners, die deze gegevens vervolgens gebruiken om te kunnen bepalen of ik eveneens lid ben van de betreffende platforms van de advertentiepartners. Vogel Communications Group gebruikt deze functie voor de volgende doeleinden: retargeting (upselling, cross-selling en klantenbinding), het genereren van zog. lookalike audiences voor het werven van nieuwe klanten en als uitsluitingsgrondslag voor lopende reclamecampagnes. Meer informatie kan ik ontlenen aan de paragraaf “Gegevensmatching voor marketingdoeleinden“ in de Privacyverklaring.

Indien ik op internet beveiligde content raadpleeg op portalen van Vogel Communications Group, met inbegrip van de aan haar verbonden ondernemingen in de zin van §§ 15 e.v. AktG, moet ik mij met verdere gegevens registreren om toegang te krijgen tot deze content. Als tegenprestatie voor deze kosteloze toegang tot redactionele content mogen mijn gegevens in de zin van deze toestemming worden gebruikt voor de hier genoemde doeleinden. Dit geldt niet voor de gegevensmatching voor marketingdoeleinden.

Recht op herroeping

Ik ben me ervan bewust dat ik deze toestemming te allen tijde met werking voor de toekomst kan intrekken. Mijn herroeping heeft geen invloed op de rechtmatigheid van de gegevensverwerkingen die vóór de herroeping hebben plaatsgevonden. Om mijn herroeping te verklaring, kan ik als één optie het op https://contact.vogel.de/nl op te vragen contactformulier gebruiken. Voor zover ik afzonderlijke nieuwsbrieven waarop ik geabonneerd ben, niet meer wil ontvangen, kan ik daarnaast ook op de afmeldlink klikken die onderaan de nieuwsbrief is opgenomen. Nadere informatie over mijn recht op herroeping en de uitoefening ervan evenals over de gevolgen van mijn herroeping vind ik in de Privacyverklaring, paragraaf Redactionele nieuwsbrieven.