DNA中辐射调制的自旋耦合
介观与纳米尺度物理
2021-10-22 v1
摘要
以DNA和寡肽为代表的大分子中的自旋现象，在手性诱导自旋选择性（CISS）背景下，被认为源于原子自旋轨道耦合（SOC）及结构相关的手性对称。这种与生物分子中碳、氮、氧原子相关的耦合虽小（meV量级），却可由几何结构及氢键（HB）等强局域极化效应增强。一种操纵自旋自由度的新途径是通过与适当电磁辐射场耦合来改变能谱。本文中，我们利用Floquet形式体系展示：一旦存在内禀耦合，DNA的半满带哈密顿量便可被辐射调制，使有效SOC提升至至多十倍。另一方面，该手性模型在纳入螺旋上电子运动的轨道角动量后，为不同螺旋性态打开能隙（螺旋性分裂），依据输运方向与手性选择自旋极化，且不破坏时间反演对称。所述效应在辐射场振幅与频率的物理合理参数范围内均可实现。
引用
@article{arxiv.2110.11250,
title = {Radiation Modulated Spin coupling in DNA},
author = {Alexander López and Solmar Varela and Ernesto Medina},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.11250},
year = {2021}
}
备注
8 pages, 6 figures