論文の概要: Enantiosensitive locking of photoelectron spin and cation orientation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.22433v3
• Date: Thu, 17 Jul 2025 17:01:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-18 15:53:04.680084
• Title: Enantiosensitive locking of photoelectron spin and cation orientation
• Title（参考訳）: 光電子スピンの高感度ロックとカチオン配向
• Authors: Philip Caesar M. Flores, Stefanos Carlström, Serguei Patchkovskii, Misha Ivanov, Andres F. Ordonez, Olga Smirnova,
• Abstract要約: キラリティ(Chirality)は、物体とその鏡像の間の非対称性を記述し、あらゆる種類の物質の様々な機能に基礎を置いている。 特に興味深い例はキラル性誘起スピン選択性(CISS)であり、キラル構造を持つ東洋電子スピンはエナンチオ感受性を持つ。 広範な研究にもかかわらず、スピンキラリティ結合の基本的な起源、予期せぬ大きなCISS効果、および電磁場の役割は未だ不明である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Chirality describes the asymmetry between an object and its mirror image, underpinning diverse functionalities across all scales of matter - from molecules and aggregates to thin films and bulk chiral materials. A particularly intriguing example is chirality-induced spin selectivity (CISS), where chiral structures orient electron spins enantio-sensitively. Despite extensive research, the fundamental origin of spin-chirality coupling, the unexpectedly large magnitude of the CISS effect, and the possible role of electromagnetic fields remain unclear. Here, we address these issues by examining the simplest scenario: spin-resolved photoionization of randomly oriented chiral molecules. We uncover two universal geometric mechanisms of spin-selective photodynamics, arising solely from electric-dipole interactions and previously unrecognized. These mechanisms operate effectively even in amorphous chiral media under isotropic illumination and persist at weak spin-orbit coupling, underscoring fundamental aspects of spin-chirality interplay. We further identify an unreported phenomenon central to CISS: locking of photoelectron spin orientation to molecular geometry. Our findings provide a unified geometric framework with broad implications, extending from CISS and asymmetric catalysis to spin textures in chiral crystals and chiral quantum materials such as Weyl semimetals.
• Abstract（参考訳）: キラル性は、分子や集合体から薄膜やバルクキラル物質まで、あらゆる種類の物質の様々な機能を支える、物体と鏡像の間の非対称性を記述する。 特に興味深い例はキラル性誘起スピン選択性(CISS)であり、キラル構造を持つ東洋電子スピンはエナンチオ感受性を持つ。 広範な研究にもかかわらず、スピンキラリティ結合の基本的な起源、予期せぬ大きなCISS効果、および電磁場の役割は未だ不明である。 ここでは、これらの問題を最も単純なシナリオとして、ランダムに配向したキラル分子のスピン分解光イオン化について検討する。 スピン選択光力学の2つの普遍的な幾何学的メカニズムを明らかにする。 これらの機構は、等方的照明下では非晶質キラル媒質でも有効に機能し、スピン軌道結合の弱い状態で持続し、スピン-キラル性相互作用の基本的な側面を暗示する。 さらに、CISSの中心となる未報告現象である光電子スピン配向を分子幾何学にロックする現象を同定する。 本研究は,CISSや非対称触媒から,キラル結晶およびワイル半金属などのキラル量子材料におけるスピンテクスチャまで,幅広い意味を持つ統一的な幾何学的枠組みを提供する。

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