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分子や結晶のキラリティと物理現象のキラリティを統合する“真のキラリティ”は「空間反転対称性Pは破るが、純粋回転Rと時間反転対称性Tとの組み合わせRTは破らない」と定義される。これをもとに電子の運動を再考すれば、(非スピン偏極)電流はアキラルな現象と定義されるのに対し、スピン偏極電流はキラルな現象と定義することが出来る。この事実は、電流からスピン偏極電流へのキラル分子による物性変換の可能性を示唆する。
実際に、キラル分子を通過したトンネル電流がスピン偏極を受ける現象(Chiral-induced spin selectivity effect)が報告され、注目を集めている。
一方、分子モーターとして知られるOvercrowded alkene (OCA)誘導体のモーター運動には光照射および熱処理によって誘起されるモーター運動1回転につき、4回のキラリティ反転を伴う。すなわち、分子モーターは光および熱によるスピン偏極電流の外場制御の可能性を有する。本研究では、キラル分子を通過する電流におけるスピン偏極現象：Chiral-induced spin-selectivity (CISS) 効果を利用し、OCA単分子膜を通過する電流に対し、光照射・熱処理プロセスによるスピン偏極方向の反転を試みた。OCA単分子膜を通過するトンネル磁気抵抗は磁場の符号に対して反対称なシグナルを示し、分子のキラリティによるスピン偏極効果が実証された。更に、OCA単分子膜のキラリティ反転に伴い、磁気抵抗の符号反転が観測され、分子モータの回転運動に伴うスピン偏極電流の光(熱)制御に成功した。
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