手性声子调控自旋跃迁与共振的机制研究及其光声子自旋器件应用

《Advanced Optical Materials》：Control of Spin Transition and Resonance by Chiral Phonons

本研究针对手性声子与电子自旋相互作用机制不明确的问题，由研究人员开展了关于手性声子调控自旋态的研究。通过制备不同手性不对称因子的有机对映体，利用圆偏振拉曼装置观测到手性声子，发现其强度随不对称因子减小而减弱。研究证实手性声子角动量与电子自旋的耦合可有效调控自旋跃迁与共振，为开发光声子-自旋电子器件提供了新途径。

　　

研究人员通过制备具有不同手性不对称因子的有机手性对映体，利用圆偏振拉曼（circularly polarized Raman）实验装置成功观测到手性声子（chiral phonons）现象。研究发现，随着材料手性不对称因子的降低，手性声子的特征信号逐渐消失。当体系具有较大不对称因子时，手性声子所携带的角动量与电子自旋（electron spins）之间的耦合作用显著增强，这为电子重组提供了更丰富的路径选择，同时满足角动量守恒定律。有趣的是，在相同光强条件下，手性样品的电子自旋共振（electron spin resonance）信号对左旋与右旋圆偏振光表现出差异化响应。该研究最终揭示：在手性体系中，具有非零角动量的手性声子能够与电子自旋实现强耦合，从而有效调控自旋跃迁（spin transition）与自旋共振（spin resonance）行为，极大拓展了手性声子在光声子-自旋电子（optophononic-spintronic）器件领域的应用潜力。