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科学研究
新药技术前沿论坛/杏林讲坛-药学篇(总13讲,2025年第3讲):手性诱导自旋选择性理论
2025-10-10  
 

报告题目:手性诱导自旋选择性理论

报告时间:2025年10月16日上午10点

报告人:孙庆丰 教授

主持人:黄少华 研究员

报告地点:包玉书7号楼412 会议室

腾讯会议号:397-855-571

报告人简介:

孙庆丰,北京大学物理澳门六合彩-澳门六全彩开奖网 教授。分别于1995年和2000年在北京大学获得理学学士和博士学位,2000年至2003年在加拿大McGill大学作博士后,2003年至2013年在中国科澳门六合彩-澳门六全彩开奖网 物理所工作,2013年至今在北京大学工作。研究领域是凝聚态理论,主要从事低维体系量子输运理论研究,所涉及的体系有量子点、石墨烯、多体强关联体系和Kondo效应、拓扑体系、Majorana费米子、有机分子体系等。至今已发表高水平论文310多篇,其中Phys.Rev.Lett. 24篇,Phys.Rev.B. 190多篇,H因子是54。国家级人才,2015年获华人物理学会亚洲杰出成就奖,2017年国家重点研发项目首席科学家,2019年获周培源物理奖,2020-2024年主持基金委创新群体。现任Phys.Rev.Lett.的编委(DAE)。

摘要:

    分子手性在许多化学反应和生物过程中起着至关重要的作用。自旋是量子物理中的一个重要概念。约在二十年前,人们发现分子手性与电子自旋有紧密联系,即手性诱导自旋选择性(CISS)效应。CISS是指自旋非极化电子通过手性分子后,会产生高自旋极化的效应。CISS效应是于1999年在实验上首次发现的。自此以来,CISS已在各种手性体系(如DNA,螺旋蛋白,螺旋烯分子等)中被发现存在。为了理解CISS背后的物理机制,许多理论被提出。大约十年前,我们提出了一个手性分子的模型,包括自旋轨道耦合、螺旋结构和退相干。利用该模型,我们阐明了当时实验观测到的所有CISS现象:CISS效应发生在双链DNA中、单链DNA中没有CISS效应、但单链蛋白质中又出现CISS效应,并且自旋极化率随手性分子长度的增长而增加。近年来,CISS效应受到越来越多的关注,并发现了许多与CISS密切相关的新现象。在这报告中,我们利用我们的模型解说了横向CISS效应;通过考虑磁邻近效应,我们澄清了CISS效应中远超铁磁极化率的反常磁电阻现象;解释了自旋霍尔金属-手性分子复合系统中的反常逆自旋霍尔电压;并阐明逆CISS效应;等等。此外,我们还研究了CISS的动力学过程。这些结果与实验结果很好相符,阐明了CISS效应的微观机理。

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新药技术前沿论坛/杏林讲坛-药学篇(总13讲,2025年第3讲):手性诱导自旋选择性理论
编辑:发布时间:2025-10-10

报告题目:手性诱导自旋选择性理论

报告时间:2025年10月16日上午10点

报告人:孙庆丰 教授

主持人:黄少华 研究员

报告地点:包玉书7号楼412 会议室

腾讯会议号:397-855-571

报告人简介:

孙庆丰,北京大学物理澳门六合彩-澳门六全彩开奖网 教授。分别于1995年和2000年在北京大学获得理学学士和博士学位,2000年至2003年在加拿大McGill大学作博士后,2003年至2013年在中国科澳门六合彩-澳门六全彩开奖网 物理所工作,2013年至今在北京大学工作。研究领域是凝聚态理论,主要从事低维体系量子输运理论研究,所涉及的体系有量子点、石墨烯、多体强关联体系和Kondo效应、拓扑体系、Majorana费米子、有机分子体系等。至今已发表高水平论文310多篇,其中Phys.Rev.Lett. 24篇,Phys.Rev.B. 190多篇,H因子是54。国家级人才,2015年获华人物理学会亚洲杰出成就奖,2017年国家重点研发项目首席科学家,2019年获周培源物理奖,2020-2024年主持基金委创新群体。现任Phys.Rev.Lett.的编委(DAE)。

摘要:

    分子手性在许多化学反应和生物过程中起着至关重要的作用。自旋是量子物理中的一个重要概念。约在二十年前,人们发现分子手性与电子自旋有紧密联系,即手性诱导自旋选择性(CISS)效应。CISS是指自旋非极化电子通过手性分子后,会产生高自旋极化的效应。CISS效应是于1999年在实验上首次发现的。自此以来,CISS已在各种手性体系(如DNA,螺旋蛋白,螺旋烯分子等)中被发现存在。为了理解CISS背后的物理机制,许多理论被提出。大约十年前,我们提出了一个手性分子的模型,包括自旋轨道耦合、螺旋结构和退相干。利用该模型,我们阐明了当时实验观测到的所有CISS现象:CISS效应发生在双链DNA中、单链DNA中没有CISS效应、但单链蛋白质中又出现CISS效应,并且自旋极化率随手性分子长度的增长而增加。近年来,CISS效应受到越来越多的关注,并发现了许多与CISS密切相关的新现象。在这报告中,我们利用我们的模型解说了横向CISS效应;通过考虑磁邻近效应,我们澄清了CISS效应中远超铁磁极化率的反常磁电阻现象;解释了自旋霍尔金属-手性分子复合系统中的反常逆自旋霍尔电压;并阐明逆CISS效应;等等。此外,我们还研究了CISS的动力学过程。这些结果与实验结果很好相符,阐明了CISS效应的微观机理。

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