Theoretical study on chiral-induced spin selectivity

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20J01875
• Research Institution: The Open University of Japan
• Principal Investigator: 加藤 彰人 放送大学, 教養学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Keywords: カイラリティ / スピン選択性 / ヤーン・テラー効果 / 円錐交差

Outline of Annual Research Achievements

本年度では、カイラル誘起スピン選択効果を持つ分子のスピン軌道相互作用強度が典型的に小さく、実験結果を定量的に再現できないという予想をもとに、電子と核が結合した分子系における分子ベリー位相、およびそれが電子スピンに与える影響の研究を行った。核の状態が電子状態に与える反作用効果を取り入れるために、従来のBorn-Oppenheimer近似による手法を超えた非断熱分子解析手法を用いた。また、カイラリティ効果を取り入れるために群論によるモデル解析を行い、それを上述の非断熱手法と組み合わせた解析を行った。その結果、ヤーン・テラー効果を起こす分子系に対して、角運動量と分子ベリー位相との間に成り立つ非自明な結果を得た。この結果及びそれに用いるために構築した基礎理論は、次年度以降での、カイラル分子における電子スピン偏極効果の解析へと一般化することが可能である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

最新の研究結果に基づき、課題の調整を行ったが、それに必要な手法を展開し、基礎理論の構築は完成した。未完成の部分についても方針が確立しており、おおむね順調である。

Strategy for Future Research Activity

研究実績の概要で述べた内容を展開する。それによって機構を理論的に明らかにするとともに、得られた結果の不変性を対称性の観点から整理し、他の系に対する応用可能性について明らかにする。