当电子穿过具有螺旋状结构的手性分子时，会在穿过的电子上诱导出强烈的自旋极化。这种现象被称为“手性诱导自旋选择性（CISS）”，目前正在全球范围内被广泛研究。
CISS效应被认为与手性结构中本质存在的、电子与自旋的非平凡耦合机制有关。然而，尽管已经有许多相关的旁证被报告，但要对其进行定量评估却很困难，这一直是CISS研究中的重要课题。
日本大学共同利用机关法人自然科学研究机构分子科学研究所协奏分子系统研究中心的佐藤拓朗助教、后藤拓研究生、山本浩史教授等人的研究团队，聚焦于具有手性对称性的有机超导体，验证了与自旋轨道相互作用密切相关的非互易性。结果，成功在超导状态下观测到了远超理论预测值的强烈的非互易传导。
图1 (a)超导中非互易传导的模式图。由于库珀对涨落产生的有限电阻值，在某个行进方向和与之成180度反向的行进方向上具有不同的值，因此，方向不同，流过的电流值也不同；(b)在有机手性超导中观测到的强烈非互易传导。为便于比较，在右侧展示了无机极性超导中的非互易传导的强度。可以看出，有机手性超导超过了无机极性超导中以往报道案例的最大值。（供图：分子科学研究所）
值得注意的是，在自旋轨道相互作用（非互易传导所必需的关键因素）非常小的有机物质中出现了如此强烈的响应。这表明手性可能带来电子运动与自旋的非平凡耦合，并且还发现其强度大幅超过了从普通有机物质中的自旋轨道相互作用所预测的值。此外，假定由手性诱导的自旋三重态库珀对能够生成，就可以解释所观测到的强烈非互易效应。
该成果有望以手性这一特征结构为核心，为新型超导器件和功能性设计提供指导方针。相关成果已发表在《Physical Review Research》上。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Physical Review Research
论文：Sturdy spin-momentum locking in a chiral organic superconductor
DOI：10.1103/PhysRevResearch.7.023056
