論文の概要: Interplay of Structural Chirality, Electron Spin and Topological Orbital in Chiral Molecular Spin Valves

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.08117v1
• Date: Fri, 16 Sep 2022 18:05:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-26 09:16:14.318571
• Title: Interplay of Structural Chirality, Electron Spin and Topological Orbital in Chiral Molecular Spin Valves
• Title（参考訳）: キラル分子スピンバルブにおける構造キラリティー、電子スピン、位相軌道の相互作用
• Authors: Yuwaraj Adhikari (1), Tianhan Liu (1), Hailong Wang (2), Zhenqi Hua (1), Haoyang Liu (1), Eric Lochner (1), Pedro Schlottmann (1), Binghai Yan (3), Jianhua Zhao (2), Peng Xiong (1) ((1) Department of Physics, Florida State University, Tallahassee, Florida 32306, USA (2) State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China (3) Department of Condensed Matter Physics, Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel)
• Abstract要約: キラリティーは化学と生物学において1世紀以上にわたって重要な性質であり、現在は凝縮物質物理学の関連性を高めている。 電子は、キラル分子、結晶、およびそれらのハイブリッドを通して伝達された後に、スピン分極することが判明した。 この現象は、キラリティ誘起スピン選択性(CISS)と呼ばれ、幅広い応用可能性と遠縁の基本的な意味を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Chirality has been a property of central importance in chemistry and biology for more than a century, and is now taking on increasing relevance in condensed matter physics. Recently, electrons were found to become spin polarized after transmitting through chiral molecules, crystals, and their hybrids. This phenomenon, called chirality-induced spin selectivity (CISS), presents broad application potentials and far-reaching fundamental implications involving intricate interplays among structural chirality, topological states, and electronic spin and orbitals. However, the microscopic picture of how chiral geometry influences electronic spin remains elusive. In this work, via a direct comparison of magnetoconductance (MC) measurements on magnetic semiconductor-based chiral molecular spin valves with normal metal electrodes of contrasting strengths of spin-orbit coupling (SOC), we unambiguously identified the origin of the SOC, a necessity for the CISS effect, given the negligible SOC in organic molecules. The experiments revealed that a heavy-metal electrode provides SOC to convert the orbital polarization induced by the chiral molecular structure to spin polarization. Our results evidence the essential role of SOC in the metal electrode for engendering the CISS spin valve effect. A tunneling model with a magnetochiral modulation of the potential barrier is shown to quantitatively account for the unusual transport behavior. This work hence produces critical new insights on the microscopic mechanism of CISS, and more broadly, reveals a fundamental relation between structure chirality, electron spin, and orbital.
• Abstract（参考訳）: キラリティーは化学と生物学において1世紀以上にわたって重要な性質であり、現在は凝縮物質物理学の関連性を高めている。 近年、電子はキラル分子、結晶およびそれらのハイブリッドを通して伝達された後にスピン偏極化することが判明した。 この現象は、キラリティ誘起スピン選択性(CISS)と呼ばれ、構造的キラリティ、トポロジカル状態、電子スピンと軌道の間の複雑な相互作用を含む広範な応用ポテンシャルと遠縁な基本的な意味を示す。 しかし、キラル幾何学が電子スピンにどのように影響するかの顕微鏡画像は、まだ解明されていない。 本研究では、磁気半導体系キラル分子スピンバルブの磁気伝導率(MC)測定と、スピン軌道カップリング(SOC)の強度の対照的な通常の金属電極との直接比較により、有機分子における無視可能なSOCを考えると、SOCの起源は明らかでない。 実験の結果、重金属電極は、キラル分子構造によって誘導される軌道偏光をスピン偏光に変換するためにSOCを提供することがわかった。 以上の結果から, cissスピンバルブ効果を付与する金属電極におけるsocの役割が示唆された。 電位障壁の磁気キラル変調を有するトンネルモデルを用いて,異常な輸送挙動を定量的に評価した。 この研究により、CISSの顕微鏡機構に関する重要な新しい洞察が生まれ、より広くは構造キラリティ、電子スピン、軌道の基本的な関係が明らかになる。

関連論文リスト

• Chirality-Induced Magnet-Free Spin Generation in a Semiconductor [0.9164012225012762]
  通常の金属(Au)電極からの電流注入によるnドープGaAsのスピン蓄積の効率的生成を示す。 この実験は、完全に非磁性デバイス構造におけるCISSの決定的な観察を構成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-27T19:27:06Z)
• Floquet-engineered chiral-induced spin selectivity [0.0]
  本研究では,Floquet 工学の枠組みにおいて,外周偏光レーザー場によって駆動されるアキラル系において CISS が観測可能であることを示す。 大きなスピン分極のためのより広い範囲のエネルギーを得るために、キラル分子と光-物質相互作用の組合せを考える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-02-20T07:06:17Z)
• Chiral cavity induced spin selectivity [0.0]
  キラル誘起スピン選択性(CISS)は、電子スピンがキラル分子を介して輸送されるときに偏極される現象である。 我々は、電子をキラル光学キャビティの単一モードに結合させることにより、アキラル材料中でスピン選択性を実現することができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-25T07:25:23Z)
• Computational Insights into Electronic Excitations, Spin-Orbit Coupling Effects, and Spin Decoherence in Cr(IV)-based Molecular Qubits [63.18666008322476]
  効率的な分子量子ビットの化学設計を支援することを目的としたCr(IV)系分子の鍵となる性質に関する知見を提供する。 一軸ゼロフィールドスプリッティング(ZFS)パラメータの符号は、すべての考慮された分子に対して負であることが判明した。 我々は、53ドルCr核スピンと13C核スピンと1H核スピンとの(超)超微細結合を定量化する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-01T01:23:10Z)
• Relativistic aspects of orbital and magnetic anisotropies in the chemical bonding and structure of lanthanide molecules [60.17174832243075]
  本研究では, 重同族ランタノイドEr2およびTm2分子の電子的およびロ-振動状態について, 最先端相対論的手法を適用して検討した。 我々は、91のEr2と36のTm2電子ポテンシャルを2つの基底状態原子に解離させることで、信頼できるスピン軌道と相関による分裂を得ることができた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-06T15:34:00Z)
• Demonstration of electron-nuclear decoupling at a spin clock transition [54.088309058031705]
  クロック遷移は磁気ノイズから分子スピン量子ビットを保護する。 核自由度への線形結合は、電子コヒーレンスの変調と崩壊を引き起こす。 核浴への量子情報漏洩がないことは、他のデコヒーレンス源を特徴づける機会を与える。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-09T16:23:47Z)
• Anisotropic electron-nuclear interactions in a rotating quantum spin bath [55.41644538483948]
  スピンバス相互作用は強い異方性を持ち、高速な物理的回転は長い間、固体核磁気共鳴に用いられてきた。 窒素空孔中心の電子スピンと13ドルCの核スピンとの相互作用がシステムにデコヒーレンスをもたらすことを示す。 我々の発見は、量子制御における物理回転の利用に関する新たな知見を提供し、固定されていない運動度と回転度を持つ量子系に意味を持つ。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-16T06:15:00Z)
• Chemical tuning of spin clock transitions in molecular monomers based on nuclear spin-free Ni(II) [52.259804540075514]
  単核ニッケル錯体の電子スピン準位が最も低い2つの電子準位の間に、大きさの大きい量子トンネル分割が存在することを報告する。 このギャップに関連するレベルの反交差(磁気時計遷移)は、熱容量実験によって直接監視されている。 これらの結果と、対称性によってトンネルが禁止されているCo誘導体との比較は、クロック遷移が分子間スピン-スピン相互作用を効果的に抑制することを示している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-04T13:31:40Z)
• Interplay between friction and spin-orbit coupling as a source of spin polarization [0.0]
  摩擦とスピン軌道結合(SOC)を含む有効一次元量子モデルについて検討する。 両項が有限であるとき、モデルがスピン偏極を示すことを示す。 本研究は,キラル分子のスピン分布と輸送に対するキラリティの顕著な影響を説明するのに役立つかもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-13T16:22:12Z)
• Chiral Induced Spin Selectivity as a Spontaneous Intertwined Order [2.808255698770643]
  キラル誘起スピン選択性(CISS)は、キラル分子による効率的なスピンフィルタリングを記述する。 本稿では、スピン軌道相互作用(SOI)が電子-ホールペアリングの自然形成から生じるCISSの多軌道理論について報告する。 我々の理論は、他の分子をCISS効果で探索するための重要なガイダンスを提供するかもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-07T17:59:59Z)
• Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at clock transitions [57.50861918173065]
  ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。 分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。 これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。