单分子光谱可以免除系综平均效应，具有非常精细的动力学行为；揭示单分子在飞秒量级的超快动力学过程，发展基于单分子的快速检测与量子相干成像能够拓展单分子在分子生物学、量子光学与超分辨显微成像等领域的应用。室温下单分子的退相干时间仅在100fs量级，荧光强度仅为环境光强的万亿分之一，使得单分子快速成像与相干探测异常困难。为此，我们实验室通过构建超快激发与相干探测系统，发展强抗噪声高灵敏单分子探测手段，研究了室温下单分子的超快退相干过程，揭示了单分子与低维材料的超快能量转移过程，实现了细胞层面的量子相干成像。目前的研究内容包括：(1) 基于单分子量子相干的空间关联超快动力学测量及其仪器开发；(2) 时空频三域融合超快量子动力学研究；(3) 单分子量子相干成像在材料表征、精密测量、医学成像等方面的应用。
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n 参考文献
1) Accurate Visualization of Metabolic Aberrations in Cancer Cells by Temperature Mapping with Quantum Coherence Modulation Microscopy, ACS Nano, 17, 8433, 2023.
2) Coherent Interference Fringes of Two-Photon Photoluminescence in Individual Au Nanoparticles: The Critical Role of the Intermediate State, Physical Review Letters, 127, 073902, 2021.
3) Visualizing Quantum Coherence Based on Single-Molecule Coherent Modulation Microscopy, Nano Letters, 21, 1477-1483, 2021.