手性和鐵磁性並存的資料中,空間對稱性和時間對稱性的同時破缺引起了人們極大的興趣,對拓寬手性資料的自旋電子學應用並挖掘手性資料的更多物理性質非常重要。最近,山東大學物理學院有機光電子學團隊的秦偉教授等人製作了具有强自旋-手性光子耦合的有機手性鐵磁體。相關成果以“Organic chiral ferromagnets with strong spin-chiroptical interactions”為題發表在期刊Cell出版社旗下的物理科學新期刊《Cell Reports Physical Science》上。論文第一作者為物理學院2020級博士生高銘昇,通訊作者為秦偉教授,山東大學為第一作者單位。
由於手性引起的軌道作用和有機資料中的强電子-晶格耦合,設計的互為對映體的兩種有機手性鐵磁體在磁化强度和矯頑力上存在巨大差异。在室溫下,有機右旋手性鐵磁晶體的飽和磁化强度比左旋手性鐵磁晶體的飽和磁化强度大100倍左右。此外,以手性誘導的軌道角動量作為媒介,可以觀察到自旋-圓偏振光子耦合效應。類似磁滯回線,入射圓偏振光的透射率(T)呈現出與磁場(H)相關的回路(T-H Loop)。
近年來,山東大學物理學院有機光電子學團隊秦偉等人開展了有機手性鐵磁晶體內的自旋與手性光之間的耦合和調控的研究,並取得了系列成果,相關工作發表在Adv. Mater.、Nano Lett.、ACS Nano.等期刊上。研究工作得到了國家自然科學基金、晶體材料國家重點實驗室、山東省重大研究計畫、山東省泰山學者專項經費、山東省傑青以及山東大學學科交叉基金的支持。

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https://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864(21)00137-5
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