1 纳米厚 1,1'-二萘-2,2'-二酚磷酸自组装单层膜上手性诱导自旋选择效应
材料科学
2026-03-19 v1
摘要
手性诱导自旋选择效应（CISS）描述了电子自旋通过分子传输或转移时，其方向与该分子手性之间的相关性。 suitable 的分子通常以自组装单层膜（SAM）形式排列，CISS 系统主要基于 exhibiting 螺旋手性的多纳米米长生物分子。除这些通常以硫醇锚接的分子外，磷酸和磷酸酯 SAM 可能是那些需要更稳健分子与金属氧化物表面耦合的 CISS 应用的重要选择。本文报告了我们对由挥发性、低分子质量、轴向手性有机磷酸衍生物 1,1'-二萘-2,2'-二酚磷酸（BNP）进行的研究。作为约 1 纳米厚的 SAM 生长在 NiOx/Ni 基底上，强圆二色性信号表明薄膜保持了手性。CISS 响应在使用磁导电原子力显微镜测量时表现出高磁阻率，自旋极化率为 50-80%。对于偏压大于 0.5 V 时，磁阻曲线可良好拟合为 Fowler-Nordheim（FN）隧穿模型。通过最小 FN 模型，我们确定，根据磁化方向和分子手性，具有特定自旋方向的电子在高偏压下面临有效隧穿势垒，其势垒要么高出 80%，要么低出 40%，与自旋相反的电子的势垒相比。由于分子尺寸较小、与氧化物材料的兼容性以及商业可得性，这些材料是实现新型（纳米尺度）有机自旋电子器件的绝佳候选。
引用
@article{arxiv.2603.17707,
title = {Chiral-Induced Spin Selectivity Effect in a 1 nm Thin 1,1'-Binaphthyl-2,2'-diyl Hydrogenphosphate Self-Assembled Monolayer on Nickel Oxide},
author = {Abin Nas Nalakath and Christian Pfeiffer and Anu Gupta and Franziska Schölzel and Michael Zharnikov and Georgeta Salvan and Ron Naaman and Marc Tornow and Peer Kirsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.17707},
year = {2026}
}