Исследования показали, что электроны, проходящие через хиральные молекулы, демонстрируют спиновую поляризацию, известную как селективность спина, вызванная хиральностью (CISS). Этот эффект связан с взаимодействием движения электрона и спина в хиральных структурах, но его количественная оценка остается сложной. Ученые из Института молекулярной науки (IMS) / SOKENDAI исследовали органический сверхпроводник с хиральной симметрией, обнаружив гигантский невзаимный транспорт в сверхпроводящем состоянии, превышающий теоретические предсказания. Это явление наблюдалось в материале с изначально слабой спин-орбитальной связью, что указывает на усиление связи зарядового тока со спином благодаря хиральности.
Хиральные структуры, такие как спиральные конформации, влияют на электронный транспорт, вызывая спиновую поляризацию. Традиционно это связывают с релятивистской спин-орбитальной связью, но CISS наблюдается и в органических материалах из легких элементов, что предполагает неизвестный механизм. Кристаллические материалы, лишенные пространственной инверсионной симметрии, демонстрируют невзаимный перенос, связанный со спин-орбитальной связью.
Исследователи сосредоточились на органическом сверхпроводнике κ-(BEDT-TTF)₂Cu(NCS)₂ (κ-NCS), обладающем хиральной структурой. В сверхпроводящей фазе они наблюдали гигантский невзаимный сигнал, превышающий эффекты в неорганических полярных сверхпроводниках. Это открытие подчеркивает уникальную роль хиральности в усилении спиновой поляризации, даже в материалах из легких элементов. Работа опубликована в журнале Physical Review Research.
Оптические изображения устройства тонкопленочного κ-NCS (a) до и (b) после лазерной обработки. Кредит: Physical Review Research (2025). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.023056
Дополнительная информация: Takuro Sato et al, Sturdy spin-momentum locking in a chiral organic superconductor, Physical Review Research (2025). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.7.023056
Источник: https://phys.org/news/2025-04-chirality-giant-rectification-superconductor.html