Investigation of underlying physics and applications of chiral-induced spin selectivity phenomena

研究開始初年度である2022年度は、まず構造的カイラル性を持つカイラルPEDOT高分子を対象材料として設定し、共同研究先から右手・左手、各掌性をもつ高分子を用いて、円偏光照射誘起光ガルバニック効果(CPGE)の測定から研究を開始した。CPGEについては、既に我々の研究室でSrTiO3表面で誘起される2次元電子ガス系を対象に、その表面Rashba場を起源とするスピン構造の計測を成功裏に遂行した実績があり、円偏光照射によって、光の進行面に平行なスピンを対象材料に誘起することで、特に対象材料がスピン輸送方向に構造的・幾何学的な選択性を持つ場合に、その選択性に合致した条件のもとで起電力が観測できることがわかっている。本研究では、カイラルPEDOTに対して円偏光照射を行ったところ、PEDOT分子の伸びている方向に偏極したスピンを円偏光照射によって誘起した場合に特徴的な起電力を観測することができ、またその掌性を反転させると起電力の極性もまた反転することを見出した。一方、高分子の配向性が高くないこともあるのか、起電力が発生してはいけない実験geometry下でも起電力が計測されるなど、その結果の統一的解釈には、まだ対照実験を積み重ねる必要があることもわかった。

研究開始初年度である2022年度は、まず構造的カイラル性を持つカイラルPEDOT高分子を対象材料として設定し、共同研究先から右手・左手、各掌性をもつ高分子を用いて、円偏光照射誘起光ガルバニック効果(CPGE)の測定から研究を開始した。CPGEについては、既に我々の研究室でSrTiO3表面で誘起される2次元電子ガス系を対象に、その表面Rashba場を起源とするスピン構造の計測を成功裏に遂行した実績があり、円偏光照射によって、光の進行面に平行なスピンを対象材料に誘起することで、特に対象材料がスピン輸送方向に構造的・幾何学的な選択性を持つ場合に、その選択性に合致した条件のもとで起電力が観測できることがわかっている。本研究では、カイラルPEDOTに対して円偏光照射を行ったところ、PEDOT分子の伸びている方向に偏極したスピンを円偏光照射によって誘起した場合に特徴的な起電力を観測することができ、またその掌性を反転させると起電力の極性もまた反転することを見出した。一方、高分子の配向性が高くないこともあるのか、起電力が発生してはいけない実験geometry下でも起電力が計測されるなど、その結果の統一的解釈には、まだ対照実験を積み重ねる必要があることもわかった。