基于磁性纳米结构的化学罗盘的量子探测与设计

像地磁场一样弱的磁场可能影响某些经过自由基对中间体的光化学反应的结果。当反应环境是各向异性时，这一现象可构成化学罗盘的基础，并已被提出作为动物磁感受的机制。在此，我们展示了如何通过梯度场（例如来自磁性纳米结构）来优化化学罗盘的设计，使其具有更好的方向灵敏度。我们提出了对这些预测的实验检验，并为混合金属-有机化学罗盘提出了设计原则。除了设计仿生弱磁场传感器的实际意义外，我们的结果表明，梯度场可以作为探测自由基对反应中自旋相关性的有力工具。