分子间自旋相互作用对手性分子间伦敦色散力的贡献
介观与纳米尺度物理
2022-06-29 v2
摘要
色散相互作用是范德华(vdW)力的组成部分之一，在理解许多物理、化学和生物过程中的分子间相互作用方面起着关键作用。色散力理论由伦敦在量子力学早期提出。然而，直到20世纪60年代才认识到，对于缺乏反演中心的分子(如手性和螺旋分子)，存在对色散力的手性敏感修正，该修正与从圆二色性理论已知的旋光本领成正比，并具有与伦敦能量相同的距离标度律 R^{-6}。近年来手性诱导自旋选择性(CISS)效应的发现为手性分子系统的研究带来了额外的转折，显示了自旋与分子几何之间的密切关系。受此启发，我们在本研究中提出用一个简单的物理模型来描述手性分子对 A-B 中电荷与自旋密度涨落的相互感应。该模型假设，负责 vdW 力的相同涨落电场可通过类 Rashba 项诱导磁响应，从而使得作用于分子 B 的自旋轨道场由分子 A 中电荷密度涨落产生的电场生成(反之亦然)。在二阶微扰方法中，这些贡献表现为一种有效的分子间交换相互作用。尽管预期比标准伦敦力弱，这些相互作用显示出相同的 R 距离标度。
引用
@article{arxiv.2106.06350,
title = {The contribution of intermolecular spin interactions to the London dispersion forces between chiral molecules},
author = {M. Geyer and R. Gutierrez and V. Mujica and J. F. Rivas Silva and A. Dianat and G. Cuniberti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.06350},
year = {2022}
}
备注
21 pages, 2 figures