論文の概要: Spinterface-like mechanism of the chirality-induced spin selectivity in donor chiral-bridge acceptor complexes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.00668v1
- Date: Wed, 01 Jul 2026 09:15:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-02 19:56:07.82474
- Title: Spinterface-like mechanism of the chirality-induced spin selectivity in donor chiral-bridge acceptor complexes
- Title（参考訳）: ドナーキラルブリッジアクセプター複合体におけるキラル性誘導性スピン選択性のスピナーフェイス様機構
- Abstract要約: ドナー-キラルブリッジ-アクセプター複合体の中で自然に発生する分子内スピンターフェイス様機構を導入する。
本研究では, この電流誘起場, ドナー熱化, 橋梁スピン混合の相互作用が, 現実的な実験条件よりも十パーセントの偏光を生じることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The chirality-induced spin selectivity (CISS) effect has been invoked to explain recent reports of differences in the time-resolved EPR signals between chiral and achiral molecules. However, the microscopic origin of these differences and their connection to CISS remains contested, particularly since these systems lack a metal interface. Here we introduce an intramolecular spinterface-like mechanism that naturally arises within donor-chiral bridge-acceptor (D--$χ$B--A) complexes and quantitatively reproduces experimentally reported observed spin polarization in time-resolved EPR studies. In our two-electron Lindblad model, the photoexcited charge-transfer electron traversing the chiral bridge exchanges with the residual donor electron, which acts as a localized magnetic moment analogous to an induced magnetic moment on an electrode surface. The resulting through-bridge charge current produces an effective solenoidal field at the donor--bridge interface, breaking spin degeneracy and directional symmetry, thus enabling spin-selective transport without invoking intrinsic spin-orbit coupling on the bridge. We show that the interplay between this current-induced field, donor thermalization (which breaks time-reversal symmetry), and bridge spin mixing yields tens-of-percent polarization over realistic experimental conditions and charge-transfer time scales, matching reported CISS signatures in triads and DNA hairpins. By explicitly resolving the dependence on solenoidal coupling strength, temperature, and spin-mixing rates, the model identifies the regime in which internal spinterfaces can generate robust CISS-like spin filtering. These findings demonstrate that CISS-like signals in isolated D--$χ$B--A complexes are fully compatible with a spinterface mechanism, providing a unified conceptual framework for interpreting both device-based and molecule-internal CISS platforms.
- Abstract（参考訳）: キラル性誘導性スピン選択性(CISS)効果は、キラル分子とアキラル分子間の時間分解型EPR信号の違いを説明するために、近年報告されている。
しかし、これらの違いの微妙な起源とCISSとの関係は、特に金属界面が欠如しているため、論争が続いている。
本稿では, ドナー-キラルブリッジ-アクセプター (D--$$B-A) 複合体内で自然に発生する分子内スピンターフェイス様機構を紹介し, 時間分解EPR研究において実験的に観察されたスピン偏極を定量的に再現する。
この2電子リンドブラッドモデルでは、キラルブリッジを横断する光励起電荷移動電子が残留ドナー電子と交換し、電極表面の誘導磁気モーメントに類似した局所磁気モーメントとして機能する。
結果として生じるスルーブリッジ電荷は、ドナー-ブリッジ界面で有効ソレノイド場を生成し、スピン縮退と方向性対称性を破る。
この電流誘起電場、ドナー熱化(時間反転対称性を破る)とブリッジスピンの混合との相互作用は、現実的な実験条件と電荷移動時間スケールで、トリアドとDNAヘアピンの報告されたCISSシグネチャと一致する。
ソレノイド結合強度、温度、スピン混合速度への依存を明示的に解決することにより、内部スピンターフェイスが堅牢なCISSのようなスピンフィルタリングを生成できる状態を特定する。
これらの結果から,D--$$$B-A複合体のCISS様シグナルはスピンターフェイス機構と完全互換であり,デバイスベースおよび分子間CISSプラットフォームの両方を解釈するための統一的な概念的枠組みを提供する。
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