チラル溶媒によるアキラルモノマーから組み立てられた超分子ポリマーにおけるスピンフィルタリング
Amit Kumar Mondal1, Marco D Preuss2, Marcin L Ślęczkowski2
1Department of Chemical and Biological Physics, Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel.
Journal of the American Chemical Society
|April 30, 2021
まとめ
チラル誘発スピン選択性 (CISS) 効果は,キラル溶媒によって誘発されたアキラル単体から作られたポリマーで観察された. これはCISSが 単なる分子性ではなく 超分子性から生じる可能性があることを示しています
科学分野:
- 材料科学
- 凝縮物質物理学
- 超分子化学
背景:
- キラル誘発スピン選択性 (CISS) 効果は,以前,ステレオセンターを持つホモキラル構成要素から成るポリマーおよび上分子構造で観察された.
- この分野では,CISS効果を観察するためのキラル構成要素の必要性が重要な問題となっている.
研究 の 目的:
- キラル誘発スピン選択性 (CISS) 効果の顕現にキラル構成要素がどの程度必要かを調査する.
- アキラルの単体からのみ構成された超分子ポリマーでCISS効果を証明する.
主な方法:
- アキラルモノマーを用いた超分子ポリマーの製造
- キラル溶媒を用いた超分子キラリティの誘導,続いて溶媒の除去.
- ポリマーファイバーの軸に垂直なスピン選択電子輸送の測定.
- 円形二極化 (CD) のスペクトルとのスピン偏差の相関.
- スピンの偏りによる厚さの分析.
- スピンの偏極化の温度依存性研究.
主要な成果:
- CISS効果は,アキラル・モノマーのみで構成された超分子ポリマーで成功裏に実証されました.
- キラル溶媒への一時的な暴露によって誘発された超分子キラリティは,スピン選択的輸送を誘発するのに十分であった.
- 線維軸に垂直の電子輸送でスピン偏振が観察され,CDスペクトルの強度と相関し,非局所的効果を示した.
- CISS効果と分散メカニズムの相互作用に起因する,試料の厚さとともにスピン偏振が増加した.
- 温度依存性研究は,スピン極化に対するフォノンの理論的貢献の証拠を提供した.
結論:
- キラル誘発スピン選択性 (CISS) は,固有の分子キラリティを持つシステムに限定されません. 超分子キラリティもこの効果を誘導することができます.
- これらのシステムのCISS効果は非局所的で,試料の厚さや温度に依存する分散メカニズムに影響されます.
- この研究は,CISS効果におけるフォノンの関与を示唆する理論的モデルに実験的サポートを提供します.
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