供体-手性桥-受体分子中手性诱导自旋选择性的实时原子机制是什么？

手性诱导自旋选择性（CISS）已在光激发供体-手性桥-受体（D-Bχ-A）分子中被实验观察到 [Science 382, 197-201 (2023)]。然而，此类手性体系中 CISS 的微观机制仍然难以捉摸。在此，我们开发了一个量子动力学模型，该模型精确映射了孤立 D-Bχ-A 分子中联萘型桥接二聚体的原子结构，并引入了一种几何自旋轨道耦合（SOC）机制来揭示轴向手性体系中 CISS 的内在起源。在光激发电子沿扭曲路径输运过程中，几何 SOC 耦合强度超过轻原子固有耦合的一到两个数量级，易于产生可观测的高自旋极化。由此产生的自旋极化包含两个分量：与 CISS 相关的沿手性轴和垂直于手性轴的极化是轴向手性所固有的，既不需要外场也不需要自旋超交换转移，而非阿贝尔曲率修正为手性轴方向提供了严格的数学定义。我们计算出的极化分量、手性依赖性和相对幅度（30-40%）与时间分辨电子顺磁共振测量结果定量匹配。这一几何 SOC 框架为轴向手性分子中的 CISS 提供了一个自洽且普遍的物理图像，并为手性自旋电子器件的设计提供了明确的理论指导。