有机光电子学团队秦伟等人在有机自旋-偶极研究中取得新进展并受邀发表系列综述文章-山东大学物理学院

有机光电子学团队秦伟等人在有机自旋-偶极研究中取得新进展并受邀发表系列综述文章

发布日期：2021-09-22

自旋相关的相互作用因与许多丰富的物理现象相关联而受到很多关注。最近，有机光电子学团队秦伟教授等人基于有机铁电材料和有机铁磁材料，制备了全有机多铁复合物来研究室温下的磁电耦合，进一步加深了对其中的自旋相互作用的理解。相关成果以“All organic multiferroic magnetoelectric complexes with strong interfacial spin-dipole interaction”为题发表在自然合作期刊《NPJ Flexible Electronics》上（IF：12.7）。论文第一作者为物理学院博士生杨玉莹，通讯作者为秦伟教授，山东大学为第一作者单位。

在外部磁场的作用下，有机铁磁体内部电荷的局域性将增强，从而影响有机多铁界面处的自旋-偶极相互作用，其中整体的铁电极化被调控来呈现出有机磁电耦合。此外，有机铁磁/铁电复合物的磁电耦合紧密依赖于入射光强度。降低光强，主导的界面相互作用将从自旋-偶极相互作用转变为偶极-偶极相互作用。全有机多铁磁电复合物的实现有效地推动柔性磁电器件的发展，并提升了山东大学在有机自旋光电子学领域的国际影响力。

由于基础研究和技术应用的要求，人们开始重视对有机材料中的自旋相关的效应的研究。在有机材料中，较大的电-声子耦合将影响电子的电荷和自旋属性。同时，将手性引入有机材料可以为体系增加手性诱导的轨道角动量，从而影响电子自旋、轨道、晶格和光子之间的耦合。目前人们可以通过设计新颖的结构来有效丰富有机材料中的磁(自旋)-光-电耦合。在有机电荷转移配合物中可以通过电子自旋有序驱动的电极化或者由电场驱动自旋极化，从而实现磁电耦合效应。最近，秦伟教授应自然出版集团亚洲材料期刊编辑的邀请，以“Organic magnetoelectric and optomagnetic couplings: perspectives for organic spin optoelectronics”为题在期刊《NPG Asia Materials》上（IF=10.4）发表综述文章。第一作者为物理学院博士生王忠轩，通讯作者为秦伟教授，山东大学为第一作者单位。

同时，针对有机手性体系，光子和电子自旋可以通过电子的轨道角动量间接相互作用，引起自旋-光子耦合效应。手性结构为传统的弱自旋-轨道耦合的有机体系提供了额外的轨道角动量，这有效打开电子自旋与光子之间间接耦合的通道。此外，手性材料中螺旋纳米结构引起的轨道角动量对圆极化发射有显着影响。当外部磁场的塞曼效应与手性轨道引起的自旋轨道耦合相当时，可以观察到更强的圆极化发射。秦伟教授应先进光学材料期刊编辑的邀请，以“Organic Chiral Spin-optics: the Interaction between Spin and Photon in Organic Chiral Materials”为题，在《Advanced Optical Materials》上（IF：9.9）发表综述文章。第一作者为物理学院博士生高铭升，通讯作者为秦伟教授，山东大学为第一作者单位。

相关研究工作得到了国家自然科学基金、晶体材料国家重点实验室、山东省重大基础研究项目、山东省泰山学者专项经费、山东省杰青以及山东大学学科交叉基金的支持。