論文の概要: Mixed Quantum-Classical Approaches to Spin Current and Polarization Dynamics in Chiral Molecular Junctions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.14248v1
• Date: Wed, 10 Sep 2025 07:48:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-19 17:26:52.869372
• Title: Mixed Quantum-Classical Approaches to Spin Current and Polarization Dynamics in Chiral Molecular Junctions
• Title（参考訳）: キラル分子接合におけるスピン電流と偏光ダイナミクスへの混合量子-古典的アプローチ
• Authors: Yu Wang, Ruihao Bi, Wei Liu, Jiayue Han, Wenjie Dou,
• Abstract要約: キラル分子接合はキラル誘起スピン選択性(CISS)を実現するための有望なプラットフォームを提供する 電子-フォノン結合を組み込むために、純粋電子力学の量子マスター方程式(QME)法と表面ホッピング(SH)法と平均電界エレンフェスト(MF)法を組み合わせることにより、そのような接合におけるスピン輸送について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.020793511932902
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Chiral molecular junctions offer a promising platform for realizing chiral-induced spin selectivity (CISS), where spin filtering occurs without external magnetic fields. Here, we investigate spin transport in such junctions by combining quantum master equation (QME) methods for purely electronic dynamics with surface hopping (SH) and mean-field Ehrenfest (MF) approaches to incorporate electron-phonon coupling. Our results show that transient spin polarization arises but ultimately decays to zero at long times. We find that bias voltage, molecular length, and spin-orbit coupling (SOC) strongly influence the spin current dynamics: higher bias enhances spin current but reduces polarization, while longer molecules and stronger SOC amplify transient polarization. Including electron-phonon coupling modifies current-voltage characteristics, enhancing spin currents at intermediate bias but suppressing them at high bias, while leaving the polarization dynamics largely unchanged. These findings highlight the interplay between electronic and vibrational effects in CISS and provide guidance for designing molecular spintronic devices.
• Abstract（参考訳）: キラル分子接合はキラル誘起スピン選択性(CISS)を実現するための有望なプラットフォームを提供する。 本稿では、純粋電子力学の量子マスター方程式(QME)法と表面ホッピング(SH)法と平均場Ehrenfest(MF)法を組み合わせて電子-フォノン結合を組み込むことにより、そのような接合におけるスピン輸送について検討する。 この結果から、過渡的なスピン偏極は生じるが、究極的には0に崩壊することが示された。 高いバイアスはスピン電流を増強するが、より長い分子と強いSOCは過渡分極を増幅する。 電子-フォノンカップリングを含むと、電流-電圧特性が変化し、中間バイアスではスピン電流が増大するが、高いバイアスでは抑制される。 これらの知見は、CISSにおける電子的効果と振動的効果の相互作用を強調し、分子スピントロニクスデバイスを設計するためのガイダンスを提供する。

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