无手性分子制备的螺旋纳米纤维中的横向自旋选择性

近十年来，手性诱导自旋选择性（CISS）引起了广泛关注。然而，实验与定量理论结果之间仍存在巨大鸿沟，且CISS的微观机制——尤其是电子垂直于手性分子螺旋轴注入的横向CISS——仍不清楚。在此，我们通过对手性物质不存在条件下合成的导电聚苯胺螺旋纳米纤维进行实验与理论相结合的研究来解决这些问题。在左、右手性纳米纤维中，对垂直于其螺旋轴注入的电子均测得较大的自旋极化，其数值与其他手性分子中平行电子注入的值相当，且可通过在两对映体之间切换手性而反转。我们建立了一个理论模型，其极弱的自旋轨道耦合仅源自相邻聚苯胺间的电子传播，数值结果与实验数据定量一致。我们的结果表明，由非手性单体组装而成的手性分子中，超分子手性足以实现自旋选择性电子传输，并揭示了横向CISS的机制。