手性共聚物研究发现挑剔的分子更喜欢一个方向而不是另一个方向

尽管分子的组成相同，但镜像分子与光和电流的相互作用会有所不同，这取决于它们的“手性”，即手性。在《化学通讯》上发表的一项研究中，大阪大学的一个研究小组生产出了旋涂手性共聚物薄膜，这种薄膜显示出强烈的自旋极化，这使得这些薄膜能够充当“自旋过滤器”，对具有相反极化方向的电流表现出不同的行为。

手性分子就像左手和右手，虽然它们的成分相同，但整体结构不同，因此性质也不同。手性分子与光和电流的相互作用也不同。

在手性诱导自旋选择性(CISS)的情况下，手性分子与电流的特定相互作用可以提供自旋极化电流。这种形式的电流是自旋电子学的理想选择，自旋电子学是一种使用电子自旋和电荷的尖端电子设备。

大阪大学的研究人员开发出了一种合成具有手性骨架的聚合物的方法。他们开发了一种手性吲哚并二噻吩(IDT)衍生物，用作共聚物中的单体单元。IDT单元赋予共聚物手性。然后评估了IDT共聚物旋涂膜的CISS。

“我们使用原子力显微镜测量IDT共聚物薄膜的CISS，”主要作者李爽说。“显微镜的金属悬臂通过钕磁铁保持向上或向下极化，使共聚物薄膜暴露在极化电流中。”

根据钕磁铁诱导的极化方向，薄膜表现出不同的行为，即CISS。自旋极化用于指示CISS的强度，可根据在不同极化下测量的电流计算得出。薄膜的自旋极化达到近70%，是迄今为止手性聚合物中最好的。

“如此强大的CISS将使IDT共聚物薄膜能够充当自旋滤波器，”资深作者FumitakaIshiwari解释道。“我们的共聚物薄膜很容易通过旋涂制备，这使得它们在自旋电子学的实际应用中具有吸引力。”

先前表现出强自旋极化的聚合物薄膜需要复杂的制备工艺，而IDT共聚物薄膜的简单形成具有明显的优势。所开发的薄膜有望用于新兴的自旋电子学研究领域。预计IDT共聚物将用于使用自旋极化电流的先进清洁能源技术。