手性分子结中自旋电流与极化动力学的混合量子-经典方法研究
手性分子结为实现手性诱导自旋选择性(CISS)提供了理想平台,该效应无需外加磁场即可实现自旋过滤。该研究团队通过将纯电子动力学的量子主方程(QME)方法与包含电子-声子耦合的表面跳跃(SH)及平均场Ehrenfest(MF)方法相结合,系统研究了此类结中的自旋输运现象。结果表明,瞬态自旋极化虽会产生,但最终会随时间衰减至零。研究发现偏压、分子长度和自旋轨道耦合(SOC)对自旋电流动力学具有显著影响:较高偏压可增强自旋电流但降低极化率,而较长分子和较强SOC会放大瞬态极化。引入电子-声子耦合会改变电流-电压特性——在中等偏压下增强自旋电流,在高偏压下抑制自旋电流,但基本不改变极化动力学。这些发现揭示了CISS中电子效应与振动效应的相互作用,为设计分子自旋电子器件提供了理论依据。
