Investigation of underlying physics and applications of chiral-induced spin selectivity phenomena

手性诱导自旋选择性现象的基础物理和应用研究

基本信息

批准号：
22KF0220
负责人：
白石誠司
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0220/
关键词：
カイラリティ高分子 CISS効果円偏光

项目摘要

研究開始初年度である2022年度は、まず構造的カイラル性を持つカイラルPEDOT高分子を対象材料として設定し、共同研究先から右手・左手、各掌性をもつ高分子を用いて、円偏光照射誘起光ガルバニック効果(CPGE)の測定から研究を開始した。CPGEについては、既に我々の研究室でSrTiO3表面で誘起される2次元電子ガス系を対象に、その表面Rashba場を起源とするスピン構造の計測を成功裏に遂行した実績があり、円偏光照射によって、光の進行面に平行なスピンを対象材料に誘起することで、特に対象材料がスピン輸送方向に構造的・幾何学的な選択性を持つ場合に、その選択性に合致した条件のもとで起電力が観測できることがわかっている。本研究では、カイラルPEDOTに対して円偏光照射を行ったところ、PEDOT分子の伸びている方向に偏極したスピンを円偏光照射によって誘起した場合に特徴的な起電力を観測することができ、またその掌性を反転させると起電力の極性もまた反転することを見出した。一方、高分子の配向性が高くないこともあるのか、起電力が発生してはいけない実験geometry下でも起電力が計測されるなど、その結果の統一的解釈には、まだ対照実験を積み重ねる必要があることもわかった。

2022年，即研究的第一年，我们将首先以具有结构手性的手性PEDOT聚合物为目标材料，并使用我们联合研究伙伴的具有右旋性、左旋性和双旋性的聚合物进行圆偏振光照射。我们通过测量诱导光电效应 (CPGE) 开始我们的研究。关于CPGE，我们实验室已经成功测量了在SrTiO3表面诱导的二维电子气系统中源自表面Rashba场的自旋结构，特别是当目标材料中平行于光传播平面时。由于材料在自旋输运方向上具有结构或几何选择性，因此可以创造与选择性相匹配的条件，并且可以观察到电动势。在本研究中，当用圆偏振光照射手性PEDOT时，可以观察到当圆偏振光照射诱导沿PEDOT分子延伸方向偏振的自旋时的特征电动势。反了，电动势的极性也反了。另一方面，即使在不应该产生电动势的实验几何条件下也测量了电动势，这可能是因为聚合物的取向不高。因此，有必要进行一系列对照实验来统一解释结果也发现是有的。