| Michelle Orrit | |
|---|---|
| Syntymäaika | 27. helmikuuta 1956 (66-vuotiaana) |
| Syntymäpaikka | Toulouse , Ranska |
| Maa | |
| Tieteellinen ala |
fysiikka kemia nanoteknologia optinen spektroskopia |
| Työpaikka | Leidenin yliopisto |
| Akateeminen titteli | Professori , Ph.D. |
| Tunnetaan | Yksi yksimolekyylispektroskopian pioneereista |
| Palkinnot ja palkinnot | Gay-Lussac-Humboldt-palkinto [d] ( 2000 ) Spinoza-palkinto ( 2017 ) |
| Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
Michel Orrit ( eng. Michel Orrit ; syntynyt 27. helmikuuta 1956 Toulousessa , Ranskassa ) on ranskalainen fyysikko , joka työskentelee fysiikan, kemian ja nanoteknologian aloilla. Työskentelee tällä hetkellä Leidenin yliopistossa (Alankomaat). M. Orritia yhdessä W. E. Mernerin kanssa pidetään edelläkävijänä yksittäisten molekyylien spektroskopian tieteellisellä alalla.
M. Orritin tieteellinen toiminta-ala on molekyylimateriaalien optinen spektroskopia (orgaaniset kiteet, Langmuir-Blodgett-kalvot, polymeerien ja molekyylinesteiden väriliuokset). Hän suoritti peräkkäin heikkojen optisten signaalien havaitsemisen, jotka johtuvat yhä pienemmästä määrästä molekyylejä. Aloittaen pinnan eksitoneista yhdessä molekyylikidekerroksessa, hän siirtyi värillisiin Langmuir-Blodgett-filmeihin tohtorintutkinnon jälkeen Göttingenissä (1985-1986).
Vuonna 1990 M. Orrit ja J. Vernard saavuttivat yhden molekyylin havaitsemisrajan, saavutus, jota monet pitivät tuolloin mahdottomana. Vuotta ennen heitä L. Cador ja W. Mörner löysivät yhden molekyylin signaalin absorptiospektristä, mutta fluoresenssiviritysmenetelmän huomattavasti parempi signaali-kohinasuhde antoi Orritille ja Bernardille mahdollisuuden todistaa , että heidän signaalinsa ovat peräisin yksilöstä. molekyylejä, mikä avaa uuden tutkimusalan: yksimolekyylispektroskopian . Siitä lähtien yksimolekyylinen fluoresenssi tekniikkana on tunkeutunut biofysiikan, fysikaalisen kemian ja materiaalitieteen aloille. Se muodostaa yhden optisen mikroskopian superresoluution modernin tieteellisen vallankumouksen kahdesta pilarista .
Yksimolekyylisten signaalien löytämisen jälkeen Orritin ryhmä tutki yksittäisten molekyylien tarjoamia uusia mahdollisuuksia tutkia rakennetta ja dynamiikkaa nanometrin mittakaavassa, kvanttioptiikkaa, yhden spinin ja yhden fotonin manipulointia ja ehdotti sitten yksittäisten fotonien tuotantoa käskystä. Hänen viimeaikaisia kiinnostuksen kohteitaan ovat yksittäisten absorboijien fototerminen havaitseminen vaihtoehtona fluoresoiville leimoille, yksittäisten kultananohiukkasten optomekaaninen koetus, varauksensiirron tutkiminen orgaanisissa kiinteissä aineissa, pehmeiden ja monimutkaisten aineiden rakenteen ja dynamiikan molekyylinäkökohdat.
Tärkeimmät tieteelliset saavutukset
M. Orritin tärkein tieteellinen saavutus on ensimmäinen selkeä optinen havaitseminen yksittäisestä immobilisoidusta molekyylistä. Tämä koe suoritettiin molekyylikiteessä alhaisessa lämpötilassa ja julkaistiin vuonna 1990 [1]. Tämä työ aiheutti uusia töitä eri suuntiin, ensin kryogeenisissa olosuhteissa, mutta vuoden 1993 jälkeen ympäristöolosuhteissa [2] . Alla on lueteltu joitakin M. Orritin muita tärkeitä panoksia:
1. Ennen yksimolekyylikokeita Orrit työskenteli yksikerroksisten ja ohuiden kalvojen vuorovaikutuksessa valon kanssa. Hän ehdotti yleistä teoriaa tällaisten ohuiden kalvojen optisen heijastuksen ja läpäisyn kvantifioimiseksi, mukaan lukien spontaanin emission korjaukset, jotka ovat erittäin tärkeitä molekyylikokoonpanoille, kuten J-aggregaateille [3].
2. Yksittäisten molekyylien alkuperäinen sovellus, joka sijaitsee fysikaalisen kemian ja kvanttioptiikan rajalla, on niiden käyttö mallikvanttijärjestelminä. Orritin ryhmä on saavuttanut useita perustavanlaatuisia kokeita tällä alueella, mukaan lukien Ack-Stark-ilmiön mittaukset optisilla taajuuksilla tai yksittäisten fotonien toimittaminen yhden orgaanisen molekyylin käskystä [4]. Nämä kokeet toistettiin myöhemmin epäorgaanisilla järjestelmillä, kuten itse koottuilla kvanttipisteillä tai värikeskuksilla timantissa [5] .
3. Yksittäisissä fluoresoivissa kohteissa on usein tyypillinen epäjatkuvuus (kutsutaan myös päälle-pois-vilkkuukseksi), jopa vakaissa viritysolosuhteissa. Verberk ja Orrit ehdottivat yksinkertaista mallia varauksen tunnelointiin ja pyydystämiseen selittämään vilkkuvien polkujen omituista tilastollista samankaltaisuutta. Tämä teholain välähdyslaki löydettiin ensin puolijohteen nanokiteistä, ja se nähtiin myöhemmin yksittäisille molekyyleille ja muille fluoresoiville säteilijöille, joihin samaa teoriaa voitiin soveltaa [6] .
4. Koska fluoresoivat signaalit usein katkeavat vilkkumalla, on erittäin houkuttelevaa havaita suoraan yksittäisten nanoobjektien optinen absorptio. Orritin ryhmä ehdotti ensimmäistä immobilisoitujen kultananohiukkasten fototermistä havaitsemista vaihtoehtona fluoresoiville leimoille [7]. Fototerminen havaitseminen perustuu aikamoduloituun lämpöepähomogeenisuuteen absorboivan hiukkasen ympärillä ja tarjoaa korkean signaali-kohinasuhteen taas ei-absorboiville sirottajille. Orritin seuraaja Bordeaux'ssa, B. Lowney, paransi tätä menetelmää ja teki siitä käytännöllisemmän. Orritin ryhmä tutki valotermisellä periaatteella lyhyillä laserpulsseilla yksittäisten kultananohiukkasten (pallot, tangot) ja yksittäisten klustereiden (käsipainot) akustisia värähtelyjä. Yhden hiukkasen valinta eliminoi heterogeenisyyden ja antaa pääsyn tärinänvaimennusmekanismeihin [8] . Jatkossa laajaa optista diagnostiikkaa (spektri-, temporaalinen, kemiallinen, lämpö) sovelletaan yhteen kultananohiukkaseen, jota käytetään paikallisena anturina.
5. Molekulaarisen lasinmuodostajan, alijäähdytetyn glyserolin, väriainemolekyylien rotaatiodiffusion jälkeen Orritin ryhmä vahvisti aikaisemmat havainnot dynaamisen heterogeenisyyden orto-terfenyylistä, ja he saivat todisteita pitkistä vaihtoajoista [9] .
Ne korreloivat heikon, kovan kaltaisen käyttäytymisen alkamisen kanssa lasittumislämpötilan yläpuolella, mitä ei ollut aiemmin raportoitu. Tämä tulos havainnollistaa yksittäisten molekyylien kykyä havaita ja tutkia heterogeenisyyttä jopa oletettavasti hyvin tunnetuissa systeemeissä. Tämä löytö oli ERC Advanced Grant Orritin (2008) tukeman viisivuotisen hankkeen painopiste. Laajempi idea tämän projektin takana on käyttää kemiallisen fysiikan molekyyliymmärrystä antamaan yleisiä ajatuksia pehmeästä aineesta.
6. Orritin alkuperäinen tutkimuslinja on orgaanisten molekyylikiteiden matalan lämpötilan korkearesoluutioinen spektroskopia. Hän tekee edelleen tutkimusta tällä alalla käyttämällä korkean resoluution spektroskopiaa yksittäisistä absorboivista molekyyleistä johtavissa kiteissä, kuten antraseenissa. Hänen ryhmänsä löysi paikallisia akustisia oskillaattoreita erittäin matalilla taajuuksilla [10], jotka näyttävät olevan paikallisesti kidevirheiden ympärillä. Vain paikalliset reportterit, kuten yksittäiset molekyylit, voivat tunnistaa nämä matalataajuiset oskillaattorit, joita ei ole havaittu aikaisemmin. Nämä tilat voidaan yhdistää paikallisiin oskillaattoriin, joiden uskotaan olevan vastuussa bosonin huipusta valon sironnassa laseista ja muista epäjärjestyneistä materiaaleista.
[1.] M. Orrit ja .1. Bernard, Phys. Rev. Lett. 65 (1990) 2716.
[2.] W.E. Moemer ja M. Orrit, Science 283 (1999) 1670.
[3.] M. Orrit et ai. J. Chem. Phys. 85 (1986) 4966.
[4.] Ch. Brunel et ai., Phys. Rev, Lett. 83 (1999) 2722.
[5.] B. Lounis, M. Orrit, Rep. Prog. Phys. 68 (2005) 1129
[6.] F. Cichos, C. von Borczyskowski, M. Orrit. Curr. Opin. Coll. Interf Sci. 12 (2007) 272.
[7.] D. Boyer et ai., Science 297 (2002) 1160.
[8.] M.A. van Dijk, M. Lippitz, M. Orrit, Phys. Rev. Lett. 95 (2005) 267406
[9.] R. Zondervan et ai., Proc. Natl. Acad. sci. USA 104 (2007) 12628
[10.] M. Kol'chenko et ai., New J. Phys. 11 (2009) 023037.