供体-手性桥-受体复合物中手性诱导自旋选择性的类自旋界面机制
手性诱导自旋选择性(CISS)效应被用来解释近期有关手性与非手性分子之间时间分辨EPR信号差异的报道。然而,这些差异的微观起源及其与CISS的关联仍然存在争议,尤其是在这些系统缺乏金属界面的情况下。该研究引入了一种分子内自旋界面机制,该机制自然存在于给体-手性桥-受体(D--\(χ\)B--A)复合物中,并定量重现了时间分辨EPR研究中实验报道的自旋极化现象。在该团队的双电子林德布拉德模型中,光激发电荷转移电子穿过手性桥并与残留的给体电子交换,该残留电子充当局域磁矩,类似于电极表面感应出的磁矩。这种跨桥电荷电流在给体-桥界面处产生有效的螺线管场,打破自旋简并性和方向对称性,从而在不依赖于桥体固有自旋-轨道耦合的情况下实现自旋选择性输运。该研究结果表明,这种电流诱导场、给体热化(打破时间反演对称性)以及桥体自旋混合之间的相互作用,在现实实验条件和电荷转移时间尺度下可产生数十个百分点的极化,与三聚体和DNA发夹中报道的CISS特征相符。通过明确解析对螺线管耦合强度、温度和自旋混合速率的依赖性,该模型确定了内部自旋界面能够产生稳健的CISS类自旋过滤的区域。这些发现表明,在孤立D--\(χ\)B--A复合物中,CISS类信号与自旋界面机制完全兼容,为解释基于器件的以及分子内部的CISS平台提供了统一的概念框架。

