Controlling the symmetry of inorganic ionic nanofilms with optical chirality.
Controlling the symmetry of inorganic ionic nanofilms with optical chirality.
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利用光学手性控制无机离子纳米薄膜的对称性。
DOI：
10.1038/s41467-020-18869-9
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发表时间：
2020-10-14
影响因子：
16.6
通讯作者：
Kadodwala M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kelly C;MacLaren DA;McKay K;McFarlane A;Karimullah AS;Gadegaard N;Barron LD;Franke-Arnold S;Crimin F;Götte JB;Barnett SM;Kadodwala M
操纵金属离子的对称性环境以控制功能性质是化学的基本概念。例如，晶格应变能够通过改变金属中心周围的核位置来控制固体中的对称性。光-物质相互作用也可以诱导应变，但提供动态对称性控制仅限于强激光照射下的特定材料。在这里，我们展示了如何有效的化学对称性，可以通过创建一个破环的旋转体极化周围的金属中心，我们称之为一个亚晶场的电子电荷分布进行调谐。这种效应源于手性光束的光学自旋的界面介导转移，以产生复制高压产生的应变效应的电子扭矩。由于该现象不依赖于核位置的物理重排，因此解除了材料约束，从而提供了一种通用且完全可逆的方法来操纵固体中的有效对称性。无机纳米薄膜中金属离子的对称性可以通过手性光束的光学自旋转移来控制。在这里，作者提出了一种不需要应用极端条件的功能操作路线。
Manipulating symmetry environments of metal ions to control functional properties is a fundamental concept of chemistry. For example, lattice strain enables control of symmetry in solids through a change in the nuclear positions surrounding a metal centre. Light–matter interactions can also induce strain but providing dynamic symmetry control is restricted to specific materials under intense laser illumination. Here, we show how effective chemical symmetry can be tuned by creating a symmetry-breaking rotational bulk polarisation in the electronic charge distribution surrounding a metal centre, which we term a meta-crystal field. The effect arises from an interface-mediated transfer of optical spin from a chiral light beam to produce an electronic torque that replicates the effect of strain created by high pressures. Since the phenomenon does not rely on a physical rearrangement of nuclear positions, material constraints are lifted, thus providing a generic and fully reversible method of manipulating effective symmetry in solids. The symmetry of metal ions in inorganic nanofilms can be manipulated by the transfer of optical spin from a chiral light beam. Here the authors present a route to functional manipulation that does not require the application of extreme conditions.
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