随着光电子学和纳米技术的迅速发展，纳米尺度光电材料与器件的研究成为突破传统微电子器件摩尔定律的重要方向。纳米光电器件的电光转换及相互作用本质，成为近年来的研究热点。功能性纳米结构的构筑及其电光性质的研究能够为纳米尺度光电器件的集成及其物理机制提供理想的参考模型。

扫描隧道显微镜（STM）与光学检测技术的结合是研究纳米尺度电光行为、表征原子分子尺度实空间形貌、电子态、局域光谱的重要手段，STM诱导发光研究（STML）能够增强人们对凝聚态物质表面的超高分辨和化学识别能力，已经对单分子及纳米科学研究产生了巨大的推动力。

实验室金庆原教授研究小组与专业STM公司合作，设计搭建了一套“低温超高真空STM +光谱测量系统”，采用四透镜的STM扫描台，能够实现原位的光致激发和STM诱导发光实验。利用STM的纳米针尖，表征了纳米尺度荧光分子的逐层堆积、排列构型、聚集状态等对纳米隧道结中的分子荧光光谱的影响；观测到随着分子层数的增多，分子单体向二聚体的转变；对固体表面ZnTPP分子单体、团簇、二聚体形貌以及对应的局域发光光谱进行了系统研究。纳米尺度分子排列构型和局域光谱的相关性为分子光电器件的研发提供了基础的指导信息。相关研究成果发表在Sci. Rep., 6, 22756 (2016)。

图1： STM扫描台四透镜视窗系统的设计图（左）和实物图（右）

图2：(a)7ML的ZnTPP/Au 的STM高分辨形貌图(5×5 nm2)

(b) 7ML的ZnTPP/Au 的荧光光谱 (c) 分子岛中二聚体的倾斜排列模拟

(d) 8ML以上的ZnTPP/Au 的荧光光谱