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有机光电子学团队在手性晶体自旋-光子耦合取得新进展

发布日期:2019-11-11   点击量:

有机手性材料因其在自旋光学和光电子学领域的潜在应用而备受关注。与传统的非手性材料相比,手性产生的轨道角动量是手性材料的关键特性之一。圆偏振光的光子的自旋角动量为±h。在圆偏振光的激发下,光子的自旋将直接或间接与电子自旋相互作用,从而在有机手性材料中产生自旋-光子耦合效应,并且可以通过施加外部刺激来调节耦合效应。最近,有机光电子学团队(负责人为郝晓涛教授)秦伟教授等人通过将手性诱导剂引入到有机小分子中,制备出手性螺旋纳米棒,研究了手性产生的轨道角动量对自旋光子耦合的影响。相关成果以“Spin-photon coupling in organic chiral crystals”和“Polarized light manipulated magnetization of organic chiral magnets”为题分别发表在期刊《Nano Letters》和《Advanced Optical Materials》上。两篇论文第一作者均为金钱艇平台邀请码2017级硕士生高铭升,通讯作者为秦伟教授,山东大学为第一作者单位。

手性产生的轨道角动量可能导致最低未占据分子轨道(LUMO)分裂,在外部磁场的刺激下,能级分裂的值将被进一步调整以呈现磁场相关的自旋光子耦合效应。由于轨道角动量引起的能级分裂,手性晶体中的自旋弛豫时间被减小到数十皮秒,并观察到圆极化发射。手性材料中轨道角动量相关的磁光耦合效应有望促进有机手性晶体在有机自旋电子学领域的潜在应用。近两年来,依托于晶体材料国家重点实验室,有机光电子学团队秦伟等人开展了有机手性晶体内磁光效应等方面的研究取得了系列重要成果,相关工作发表在Adv. Mater.Adv. Opt. Mater.ACS NanoNano Lett. 等期刊上。研究工作得到了国家自然科学基金委员会、晶体材料国家重点实验室、山东省泰山学者专项经费、齐鲁青年学者基金和山东大学基本科研业务费的支持。


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