不仅仅是几何:有机超导体翻转物理规则

发现有机超导体中的手性诱导巨大的自旋 - 电流耦合,从而模仿强旋轨道效应。这为高级超导设备打开了新的途径。最近的研究表明,通过手性分子传播的电子可以表现出强大的自旋极化。这种现象被称为手性诱导的自旋选择性(CISS),是由电子运动[...]

来源:SciTech日报
IMS/SOKENDAI 的研究人员研究了手性有机超导体 κ-(BEDT-TTF)2Cu(NCS)2,并观察到巨大的不可逆输运和超导二极管效应,远远超出了传统自旋轨道耦合的预测。他们的结果表明,分子手性有效地放大了自旋轨道相互作用,并诱导混合自旋三重态库珀对,提供了晶体超导体中 CISS 的第一个定量测量。

有机超导体中的手性被发现会引起巨大的自旋电流耦合,模仿强自旋轨道效应。这为先进超导器件开辟了新途径。

最近的研究表明,穿过手性分子的电子可以表现出强烈的自旋极化。这种现象被称为手性诱导自旋选择性(CISS),是由手性环境中电子运动与其自旋之间复杂的相互作用产生的。然而,准确测量和量化这种影响仍然是一个重大挑战。

为了进一步探索这一点,分子科学研究所 (IMS) 和 SOKENDAI 的研究人员研究了一种具有手性对称性的有机超导体。他们研究了自旋轨道耦合在产生不可逆输运效应中的作用,并发现超导态下异常大的不可逆响应,这大大超出了现有的理论预测。

令人惊讶的是,在具有固有弱自旋轨道耦合的有机材料中观察到了这种明显的非互易性。这一结果表明,分子手性可以显着增强电荷电流和自旋之间的相互作用,可能是通过诱导混合自旋三重态库珀配对。

手性中的非平凡自旋电流耦合

(a) 波动库珀对的非互易传输示意图。 (b) 与极性无机超导体相比,观察到的手性有机超导体的非互易性幅度。图片来源:佐藤拓郎
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